整流模块参数详解

整流模块参数详解

二极管模块的参数：

1，正向(不重复)浪涌电流IFSM

2，I2t

3，工作结温Tj

4，壳温Tc

5，正向峰值电压VFM

6，反向重复峰值电流IRRM

7，结壳热阻Rjc

这几个参数的值是依据什么得出的?

(1)以上7个参数常出现在大功率二极管模块上，其芯片使用的是普通整

流管芯片。一般是把两个芯片封装在一个模块专用塑料外壳内。芯片串联后引出三个电极。

参数中有两个，即：“4，壳温Tc”和“7，结壳热阻Rjc”与塑料外壳的金属导热底版有关，其他均为整流管芯片的固有参数，它们来源于半导体整流二级管PN结的基本设计原理。

整流二级管最基本额定值参数有两个，一是正向平均电流IF(AV) ，一是反向重复峰值电压VRRM ，简称“正向电流和反向耐压”，常用来表达此产品规格(为以下叙述方便。暂称此两值为“主要额定值”)。有了该产品的规格

后，就有该产品的一系列参数的额定值，其合格范围被规定在执行的有关标准中。国标“GB4939—□□《普通整流管》”和“GB4023—□□《半导体器件整流二极管的测试方法》”中对上述7个参数额定值合格范围有详细规定。

(注：国标名称中的“□□”为该国标的版本年份，例如85年版的普通整流管国标即为“GB4939—85《普通整流管》”。)

(2)上述7个参数直接与PN结设计有关的有三项：1，正向(不重复)浪涌电流IFSM 、5，正向峰值电压VFM 和6，反向重复峰值电流IRRM。

标准规定，正向(不重复)浪涌电流IFSM 出自主要额定值“正向平均电流IF(AV)”，前者是后者峰值的六倍。正向峰值电压VFM是在整流二极管通过与额定值正向平均电流IF(AV)相当的峰值电流时测得的。反向重复峰值电流IRRM是在整流二极管反向加上额定值反向重复峰值电压VRRM时测得的。所以，在检测这3项参数同时，也检测了器件是否达到正向平均电流IF(AV) 及反向重复峰值电压VRRM 两个主要额定值。

这几项与所用硅单晶的原始电阻率、晶片厚度、晶片直径、PN结掺杂表面浓度及体内浓度分布、硅单晶制造工艺、硅单晶缺陷和陷阱能级及PN结制造工艺等因素有关。设计者通过公式、各种曲线、参数表等进行计算、查找，设计原始硅晶片及芯片图纸、提出技术要求;对PN结制造、表面处理等工艺提出要求;编写芯片制成后的质量检验标准等。

(3)半导体的工作状况与温度有极大的关系。除了各项参数随温度而变的特性外，还有其极限温度。例如，单晶锗接近100℃、单晶硅到200℃左右，就不再是半导体，诸如PN结整流作用等一系列半导体特有的性能就失去了。

为此国标就规定了“工作结温Tj”范围。普通整流管规定为：-40℃—150℃。

(4)参数“I2t”反映整流二极管受短时热冲击能力。当线路过载或短路时，器件在短时内会流过一个大电流并使其结温突然上升，甚至超过最高允许工作结温Tj，只要在参数“I2t”规定值之内器件不能损坏。通常在线路中要有过流保护措施，即加熔断器，此值用于熔断器的选择。器件设计时，通过计算及试验要使参数I2t达到国标规定值。当然它还与散热有关，必须认真考虑芯片的瞬态热阻。

(5)结壳热阻Rjc是稳态热阻，反映芯片在稳定工作时发热所产生的热量传到外壳能力。它与外壳内芯片与导热底版间导热好坏有关，如接触面的平整度、光洁度、材料导热系数等。知道结壳热阻Rjc、设计者在设定芯片安全工作结温后，就可计算芯片不同发热量时的二极管模块外壳允许最高温度，壳温Tc 。热量传到外壳后就得用散热器把热量传到介质空气或水中并由它们带走。设计好一个良好的散热系统，保证壳温Tc低于外壳允许最高温度之下。这里要留有一定设计余量，上面说到的芯片安全工作结温也不是150℃，也要留有余量。两个余量留多少，这由设计者根据设备工况而定。