在开关电源设计领域,肖特基二极管通常作为续流二极管的首选,而非快恢复二极管。这一选择背后的关键驱动力有两个:其一是肖特基二极管具有更低的导通电压;其二是其速度更快,反向恢复时间更短。这些特性使得肖特基二极管在降低损耗、减少发热量以及提升开关电源整体效率方面表现出色。
为了更清晰地理解肖特基二极管与快恢复二极管的区别,以下将结合 Boost 电路实例展开详细分析。
一、Boost 电路中的肖特基二极管表现
在典型的 Boost 电路中(如下图所示),

通常会选用肖特基二极管作为续流二极管,如 MBR735 型号。以下是该二极管在电路中的电流和电压波形图。


通常会选用肖特基二极管作为续流二极管,如 MBR735 型号。以下是该二极管在电路中的电流和电压波形图。

从波形图中可以观察到以下关键点:
肖特基二极管的导通电压约为 0.5V。
当二极管从导通切换至截止状态时,会出现一个向下的电流脉冲,峰值可达 -1.2A,这被称为反向电流。这表明二极管在电压反向时无法立即截止。


进一步放大下冲部分可以看到,较大的负电流持续时间大约为 2ns,并在 6ns 时电流完全回落至 0。
肖特基二极管的结电容效应
肖特基 二极管存在结电容,通常约为 200pF,相较于硅二极管(一般为 20pF)更大。当电容电压发生变化时,充放电过程必然发生,从而形成电流。尽管有观点认为肖特基二极管也存在反向恢复时间(通常小于 10ns),但严格来说,由于肖特基二极管基于肖特基结构,不存在少数载流子,因此其反向恢复现象与传统基于少数载流子的二极管有所不同。然而,较大的结电容确实会导致类似反向恢复时间的效果,但其反向电流较小且持续时间较短。
二、超快恢复二极管在 Boost 电路中的表现
当将 Boost 电路中的二极管替换为超快恢复二极管

(如 MURS320,其反向恢复时间最大为 35ns)后,其电流和电压波形如下图所示。


(如 MURS320,其反向恢复时间最大为 35ns)后,其电流和电压波形如下图所示。

关键观察点:
导通电压相对更高,约为 0.7V。
下冲现象更为显著,反向电流峰值可达到 -38A。


放大下冲部分后发现,较大的负电流持续时间约为 5ns。


反向恢复时间差异解释:
二极管手册中给出的反向恢复时间是在特定条件下测试的,通常会限制反向电流。在 Boost 电路中,由于缺乏其他阻碍反向电流的器件,反向电流较大。二极管的反向恢复时间实际上是正向导通时 PN 结存储的少数载流子电荷耗尽所需的时间。在截止切换时,较大的反向电流会加速存储电荷的消耗,从而缩短持续时间。因此,在实际电路中观察到的反向恢复时间可能与手册数据存在较大差异。
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