1、電力二極管的結(jié)構(gòu)及工作原理
電力二極管（PowerDiode，PD）是指可以承受高電壓、大電流，具有較大耗散功率的二極管，它與其他電力電子器件相配合，作為整流、續(xù)流、電壓隔離、鉗位或保護(hù)元件，在各種變流電路中發(fā)揮著重要作用。
電力二極管與小功率電力二極管的結(jié)構(gòu)、工作原理和伏安特性相似，但它的主要參數(shù)的規(guī)定、選擇原則等不盡相同，使用時(shí)應(yīng)當(dāng)引起注意。
電力二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是一個(gè)PN結(jié)，其面積較大，最新研制出的特殊二極管如快速恢復(fù)二極管，在制作工藝上有新的突破，使開(kāi)關(guān)時(shí)間大為減少。
電力二極管引出兩個(gè)極，分別稱(chēng)為陽(yáng)極A和陰極K，使用的符號(hào)也與中、小功率電力二極管一樣，如圖2.1所示。由于電力二極管的功耗較大，它的外形有螺旋式和平板式兩種。螺旋式二極管的陽(yáng)極緊拴在散熱器上。平板式二極管又分為風(fēng)冷式和水冷式，它的陽(yáng)極和陰極分別由兩個(gè)彼此絕緣的散熱器緊緊夾住。
圖1電力二極管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號(hào)
a）外形b）結(jié)構(gòu)c）電氣圖形符號(hào)
PN結(jié)的反向截止?fàn)顟B(tài)，PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕?/p>
PN結(jié)的反向擊穿：
有雪崩擊穿和齊納擊穿兩種形式，可能導(dǎo)致熱擊穿。
PN結(jié)的電容效應(yīng)：
PN結(jié)的電荷量隨外加電壓而變化，呈現(xiàn)電容效應(yīng)，稱(chēng)為結(jié)電容CJ，又稱(chēng)為微分電容。結(jié)電容按其產(chǎn)生機(jī)制和作用的差別分為勢(shì)壘電容CB和擴(kuò)散電容CD勢(shì)壘電容只在外加電壓變化時(shí)才起作用，外加電壓頻率越高，勢(shì)壘電容作用越明顯。勢(shì)壘電容的大小與PN結(jié)截面積成正比，與阻擋層厚度成反比而擴(kuò)散電容僅在正向偏置時(shí)起作用。在正向偏置時(shí)，當(dāng)正向電壓較低時(shí)，勢(shì)壘電容為主正向電壓較高時(shí)，擴(kuò)散電容為結(jié)電容主要成分結(jié)電容影響PN結(jié)的工作頻率，特別是在高速開(kāi)關(guān)的狀態(tài)下，可能使其單向?qū)щ娦宰儾?，甚至不能工作，?yīng)用時(shí)應(yīng)加以注意。
造成電力二極管和信息電子電路中的普通二極管區(qū)別的一些因素：
正向?qū)〞r(shí)要流過(guò)很大的電流，其電流密度較大，因而額外載流子的注入水平較高，電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)不能忽略引線(xiàn)和焊接電阻的壓降等都有明顯的影響承受的電流變化率di/dt較大，因而其引線(xiàn)和器件自身的電感效應(yīng)也會(huì)有較大影響。為了提高反向耐壓，其摻雜濃度低也造成正向壓降較大。
2、電力二極管的基本特性
1）靜態(tài)特性
主要指其伏安特性
當(dāng)電力二極管承受的正向電壓大到一定值（門(mén)檻電壓UTO），正向電流才開(kāi)始明顯增加，處于穩(wěn)定導(dǎo)通狀態(tài)。與正向電流IF對(duì)應(yīng)的電力二極管兩端的電壓UF即為其正向電壓降。當(dāng)電力二極管承受反向電壓時(shí)，只有少子引起的微小而數(shù)值恒定的反向漏電流。
2）動(dòng)態(tài)特性
動(dòng)態(tài)特性--因結(jié)電容的存在，三種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換必然有一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，此過(guò)程中的電壓-電流特性是隨時(shí)間變化的。
開(kāi)關(guān)特性--反映通態(tài)和斷態(tài)之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程。
關(guān)斷過(guò)程：
須經(jīng)過(guò)一段短暫的時(shí)間才能重新獲得反向阻斷能力，進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。
在關(guān)斷之前有較大的反向電流出現(xiàn)，并伴隨有明顯的反向電壓過(guò)沖。
