【導讀】本篇文章借由一個損壞的例子開始，逐一排除損壞的原因，最后鎖定了整流二極管。并展開了一系列的分析。希望大家在閱讀過本篇文章之后能夠對低壓直流轉換整流二極管選擇有所了解。
在對板子進行調試的過程中，大家有可能會遇到StepDown IC燒毀的問題。經過廠家的失效分析之后，結果很有可能是超過電壓或者電流的定額而損壞。那么是什么原因導致了電路的損壞呢?
在燒毀的板子中，IC的定額是40V，而電路是18-30V輸入，在IC前面有一級射極跟隨器，將輸入電壓鉗位在30V，這里就和廠家的解釋原因有些出入了。只好將跟隨器的電壓降低至15V，后面就再沒有失效的情況。
對比datasheet，輸入電容、反饋電阻、繼流二極管、濾波電感、輸出電容，都沒有什么問題，最終懷疑是繼流二極管的正向導通問題。
手冊中推薦的是肖特基管，但是由于對肖特基管的耐壓特性不放心，所以選用了100V的快恢復ES2B。上示波器觀察發現，在BUCK中，開關管關閉時，二極管上的電壓有一個很深的負尖峰。大概有幾伏特的樣子，受限于示波器的采樣速率，不能完全觀察此波形。但是從原理上講，這個負尖峰+輸入電壓一同施加在開關管上極容易導致開關管過壓燒毀。這個倒是同廠家的失效分析能對上。
按照手冊上面的推薦，改用肖特基二極管后，波形大大改良，基本上看不到負尖峰的存在。由于負尖峰出現在二極管從反向截止轉入正向導通的轉換過程中，按說應該屬于“正向恢復”問題。但是除開CREE的SiC二極管中有“零正向恢復電壓”與“零正向恢復電流”的描述，其他二極管對于正向問題均沒有描述。
重點來了，這里需要特別說明的是，本篇文章文章主要想提醒大家注意一個現象：PN節二極管和肖特基勢壘二極管，在由反向阻斷轉為正向導通的一小段時間內，特性是不同的。這個現象可能會影響到開關管的耐壓定額。
因為是批量產品，所以用了兩個手段，一個是降低跟隨器的電壓，從30V降低到15V，另一個是增加了RC吸收回路。二極管倒是維持ES2D沒有更換。另外還有幾百個板子沒有加吸收，更換為SK34，電壓同樣降低到15V。目前兩種更改都沒有失效的案例。
接下來我們再來談談PN結的正向導電問題。為什么正向會導電，為什么反向不導電?
然后要知道載流子復合需要時間。所以，電源突然反向的時候，少數載流子不會突然消失。這時候可以發現：阻止二極管反向導電的勢壘結不能阻止少數載流子(n型半導體中的空穴、p型半導體中的電子)越過勢壘——這些越過勢壘導電的少數載流子就形成了反向恢復電流。
反向恢復時間實際上就是消耗掉少數載流子所需要的時間。
反向恢復研究的比較深入。一般認為是少數載流子復合時間導致，根據這個說法可以很好的解釋IGBT的拖尾、PN結二極管的反向恢復，肖特基勢壘二極管的反向恢復時間近似為零，MOS關斷速度等問題。所以反向恢復目前看來還沒有什么爭議。理論已經可以很好的解釋客觀現象了。并且依據理論的一些推論也在一些新式設計中得到了驗證。
肖特基二極管剛出現的時候，的確很多文章都說肖特基二極管的反向恢復時間為零。但現在似乎很少有人這樣說了，相反有報到給出肖特基二極管的反向恢復時間。
認為肖特基二極管反向恢復時間為零的理由是：肖特基二極管是多數載流子導電的，所以不存在反向恢復電流。但現在的研究認為，在過渡層中，會感應出少數載流子。
圖1
圖2
上面兩張圖是來自ST的STTH810二極管，標出了兩個參數，圖1是tfr,正向回復時間，這個時間更長，居然達到了300ns之多。圖2就是trr,也就是反向恢復時間， Tfr定義是在If下Vf降低到1.5Vfmax的時間，上面給出的Vfp是5.5V--這個相對600V的Vr來說倒是不算什么。就是不知道這個Vfp是否隨Vr遞減。如果對于20V的管子來說，5.5V的Vfp就已經很高了。正向，不會增加二極管本身的電壓應力，但是會增加開關管的應力。所以需要用吸收電路或者提高開關管定額。
