快恢复二极管（Fast Recovery Diode，简称FRD）是一种专为高频开关电路设计的半导体器件，其核心优势在于极短的反向恢复时间，能够显著减少开关损耗并提高电路效率。

对于二极管来说，加在其两端的电压由正向变到反向时，响应时间一般很短，而相反的由反向变正向时其时间相对较长，此即为反向恢复时间。当高频场合使用到二极管时，要求其反向的恢复时间短，此时就需要一种反向快速恢复的二极管，我们把这种二极管叫做快恢复二极管。

快恢复二极管怎么实现的快恢复呢？？

物理结构

快恢复二极管的内部结构与普通PN结二极管不同，它属于PIN结型二极管，即在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I，构成PIN硅片。因为PD的主要有源区是势垒区，所以展宽势垒区即可提高灵敏度。PIN结快恢复二极管实际上也就是人为地把PN结的势垒区宽度加以扩展,PIN结快恢复二极管的有效作用区主要就是存在有电场的I型层（势垒区），则产生光生载流子的有效区域增大了，扩散的影响减弱了，并且结电容也大大减小了，所以其光检测的灵敏度和响应速度都得到了很大的提高。

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电气性能

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图中IF为正向电流，IRM为最大反向恢复电流，Irr为反向恢复电流，通常规定Irr=0.1IRM。当t≤t0时，正向电流I=IF。当t＞t0时，由于整流管上的正向电压突然变成反向电压，因此，正向电流迅速减小，在t=t1时刻，I=0。然后整流管上的反向电流IR逐渐增大；在t=t2时刻达到最大反向恢复电流IRM值。此后受正向电压的作用，反向电流逐渐减小，并且在t=t3时刻达到规定值Irr。从t2到t3的反向恢复过程与电容器放电过程有相似之处。由t1到t3的时间间隔即为反向恢复时间trr。

快恢复二极管的最主要特点是它的反向恢复时间（trr）在几百纳秒（ns）以下，超快恢复二极管甚至能达到几十纳秒。

一、核心特性

1、反向恢复时间（trr）短

普通二极管的反向恢复时间通常在微秒级（μs），而快恢复二极管的trr可低至几十纳秒（ns），甚至更短。

这意味着当二极管从正向导通切换到反向截止时，能迅速消除反向电流，避免在高频开关中产生能量损耗或电压尖峰。

2、高频适应性

适用于频率高于几十kHz的电路（如开关电源、逆变器、变频器），与IGBT、MOSFET等高频开关器件配合使用，减少电磁干扰（EMI）和器件应力。

3、低正向压降（VF）

相比普通二极管，快恢复二极管在导通时的电压降更低，有助于降低导通损耗。

二、工作原理

正向导通：与普通二极管相同，电流从阳极流向阴极。
反向截止：当电压反向时，快恢复二极管通过特殊的掺杂工艺（如掺金）或PIN结构，快速清除PN结内的载流子，使反向电流迅速衰减至零。
关键结构：采用轻掺杂的N区（I区）延长载流子寿命，同时通过重掺杂的P+和N+区加速载流子复合，缩短恢复时间。

三、应用场景

1、开关电源

在高频DC-DC转换器中作为续流二极管，减少开关损耗。

2、电机驱动与逆变器

保护电路免受感性负载（如电机）产生的反向电压尖峰。

3、PWM控制器

与MOSFET配合，实现高效能量回收。

4、焊接设备

在高频逆变焊机中减少电磁干扰。

与类似器件的对比

四、选型关键参数

反向恢复时间（trr）：根据电路频率选择，频率越高，trr需越短。
最大反向电压（VRRM）：需大于电路中的峰值反向电压。
正向电流（IF）：根据负载电流选择，需留有一定裕量。
封装类型：如TO-220、DO-201AD等，需匹配散热和安装需求。

五、实际应用示例

示例1：在Boost升压电路应用

在Boost升压电路中，当开关管（如MOSFET）关断时，快恢复二极管为电感电流提供续流通路。若使用普通二极管，其缓慢的反向恢复会导致MOSFET开通时承受高电压尖峰，增加损耗甚至损坏器件。而快恢复二极管能快速切断反向电流，保护电路并提高整体效率。

示例2：在自举电路中的应用

快恢复二极管（简称FRD）是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管，主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中，作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。

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系统初始在上电瞬间自举电容两端电压为零，如果IPM需要正常启动工作，驱动电路VCC就需要正常供电，初始化时没有电压，在IPM工作前，需要对自举电容进行充电，通过控制驱动信号足够脉冲数量，精确控制IGBT开通，将电容两端电压抬升至目标电压。

具体工作过程为：

a、在上电瞬间需要对自举电容进行充电，下桥臂的IGBT开通将对应相输出电压拉低到地，电源通过自举电阻、自举二极管对电容进行充电。

b、当上桥IGBT开通时，输出电压再次升至母线电压。电容两端电压因不能突变，两端电压仍保持在供电电压水平，同时给IGBT驱动提供电压。自举二极管反向截止，将弱电电源部分与母线电压有效隔离，避免强电导入弱电击穿电路器件，以上是半个循环，后续周而复始进行。

通过对IPM自举电路初始上电工作瞬间工作原理及工乍过程进行分析发现，在电路开始工作之前系统初始化阶段，下桥IGBT开启自举电容充电过程二吸管承受电压最小，二极管不会存在过压失效可能，上桥IGBT开启过程二极管此时起到强弱电的有效隔离，两端承受电压最大，除IP同外为此电路承受电压冲击频率最大器件，如果器件因各种因素导致反向耐压偏低极易出现器件反向耐压不足击穿失效。

总结：快恢复二极管是高频电力电子领域的“效率守护者”，通过其极速的反向恢复特性，解决了传统二极管在高频应用中的瓶颈问题。

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结束语

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高频电力电子领域的“效率守护者”-快恢复二极管