在開關電源常用拓撲中，除了功率MOS器件，還有不可或缺的二極管器件，但是不一樣的電路拓撲中，二極管的選擇需要承擔不一樣的作用，對二極管的性能就有一定的要求，所以本文就列舉目前常用拓撲結構中二極管的選型指南。

常用拓撲：

離線非隔離電路（Buck/Buck-boost)---續流二極管

離線隔離電路（反激式）--- 二次側整流二極管&用于緩沖器的輔助開關二極管

電流諧振電路---自舉二極管&二次側整流二極管

PFC 電路--- 旁路二極管&升壓二極管

靜態特性：

● 正向壓降，VF，正向電流，IF正向施加電壓時流過的電流稱為正向電流 IF。中頻流過時的電壓稱為正向壓降，VF。比較二極管的中頻-VF特性時，流過相同量中頻所需的VF越低，功率損耗越低，特性越好。VF具有負溫度特性，因此溫度越高，VF 越低。

● 反向電壓，VR，反向漏電流，IR反向施加電壓時流過的電流稱為反向漏電流，IR。 IR 流動時的電壓稱為反向電壓 VR。當反向施加電壓時，會流過輕微的漏電流 IR。 IR較小的二極管功耗較小，可以防止熱失控。IR具有正溫度特性，因此溫度越高，IR越高。 

● 擊穿電壓，VZ當反向電壓 VR 增加時，反向漏電流 IR 在一定電壓下急劇增加。該電壓稱為擊穿電壓 VZ。擊穿電壓也稱為齊納電壓。

開關特性：

從通過轉動開關施加正向電壓的狀態開始施加反向電壓時，恢復電流會流動。 從恢復電流流動到恢復電流減小的時間稱為反向恢復時間，trr。 正向電流 IF 越大，trr 越長。 由于恢復電流會引起噪聲和功率損耗，因此 trr 越短，特性越好。

下面描述當電壓從正向電壓變為反向電壓時恢復電流流動的原因。

A：未施加電壓時      空穴和電子處于平衡狀態。

B：施加正向電壓時   電子移動到 P 型半導體，空穴移動到 N 型半導體（即，IF 流動）。

C：施加反向電壓的瞬間在開關打開的那一刻，反向電壓施加到二極管上，電子和空穴的運動方向相反。 此時流動的電流為恢復電流。

D：施加反向電壓時片刻之后，耗盡層膨脹，空穴和電子不再移動。 從 C 到 D 的時間是 trr。

二極管類型：

1、通用整流二極管

通用整流二極管用于商用電源整流（50Hz/60Hz）和反接保護電路。 這些二極管具有高擊穿特性。

2、快恢復二極管

快速恢復二極管（FRD）用于開關電源等高頻（幾十到幾百kHz）的整流。 與通用整流二極管相比，反向恢復時間 trr 更短。 通用整流二極管的trr為數μs～數十μs，而FRD的trr為數十～數百ns。

FRD 的反向恢復時間 trr 很短，因為空穴被結附近的載流子陷阱捕獲。

當已經穿透到 N 層的空穴移動到 P 層時，N 層中的載流子陷阱捕獲空穴并迅速消除空穴以縮短 trr。 trr 和正向壓降 VF 之間的權衡關系，因此，提供載流子陷阱結構以縮短 trr 會增加 VF。 相反，降低 VF 會增加 trr。

由于 FRD 恢復電流會導致功率損耗，因此恢復電流的峰值應該很小。 當恢復電流突然恢復時，會產生振鈴，產生噪聲，因此恢復電流較小、恢復較軟的FRD具有更好的特性。

3、高壓整流二極管

家用高壓整流二極管用于微波爐逆變電路和高壓電路。汽車高壓整流二極管用于燃油噴射系統的點火線圈。

4、緩沖二極管

緩沖二極管是專為緩沖電路設計的輔助開關二極管，用于反激式開關電源的一次側。 它們降低了功率 MOSFET 關斷時產生的振鈴電壓，有助于提高開關電源的效率和降低噪聲。

5、交流發電機二極管

交流發電機二極管可以承受汽車發動機室的惡劣環境。 它們采用表面貼裝和壓入式封裝。

6、TVS二極管

瞬態電壓抑制器 (TVS) 二極管用于保護電路和設備免受過流、過壓和浪涌的影響。 無論電流如何，擊穿期間 TVS 二極管的反向電壓幾乎是恒定的。 TVS 二極管使用反向特性來保護電路和設備。

7、肖特基二極管

肖特基二極管使用由肖特基結產生的勢壘。 與 PN 結二極管相比，肖特基二極管具有更低的正向壓降 VF 和更短的反向恢復時間 trr，使其適用于高速開關。trr 沒有溫度依賴性，因此 trr 在所有溫度下都相同。

但是，與 PN 結二極管相比，肖特基二極管具有更大的反向漏電流、IR 和更高的功率損耗（IR × VR）。 溫度越高，功率損耗越大。 因此，需要設計散熱以不發生熱失控。

肖特基二極管的擊穿電壓低于PN結二極管，難以實現高擊穿電壓（一般可達150V）。

通過加厚 N 層和降低載流子濃度來提高擊穿電壓。 但是，由于電阻增加而損耗增加，VF也增加，因此性能超出實際使用范圍。 我們正在開發使用下一代功率半導體 SiC 的高擊穿電壓和實用的 SiC 肖特基二極管。

肖特基勢壘的高度取決于連接到半導體的金屬類型。 電氣特性因金屬種類而異。

正向壓降 VF 和反向漏電流 IR 之間存在折衷關系，具體取決于金屬類型。 根據目標特性選擇金屬。

FRD的使用：

當功率MOSFET關斷時，浪涌電流流過“浪涌吸收回路”，被電容吸收，電容的電荷通過“放電回路”放電。 該能量不會轉移到次級側，而是成為功耗。當電容器放電時，二極管的恢復電流流向功率 MOSFET。 為了減少功率MOSFET的損壞，請使用trr較短的快恢復二極管。 請注意，使用快速恢復二極管可能會引起噪聲，并可能增加輸入濾波器的組件。

Bootstrap二極管：

自舉二極管用于高端驅動電路。由于恢復電流流向二極管取決于驅動器 IC 的開關頻率，因此請選擇具有快速恢復特性的二極管。 選擇自舉二極管時，應考慮施加到功率 MOSFET 的電壓和高端灌電流。

BYPASS二極管：

1、用于保護功率 MOSFET 和整流二極管免受浪涌電流的影響當電感因浪涌電流而飽和時，大電流流向整流二極管并可能導致二極管損壞。 此外，當功率MOSFET在電感飽和狀態下導通時，功率MOSFET可能會損壞。 因此，浪涌電流流向旁路二極管。這可以防止電感飽和，并保護功率 MOSFET 和整流二極管

2、用于保護橋式二極管免受雷擊浪涌如果雷電浪涌施加到電路上，可能會損壞橋式二極管。 為了防止這種情況，雷電浪涌通過旁路二極管充電到電解電容器。

旁路二極管的電氣特性

為了使浪涌電流或雷擊浪涌電流通過旁路二極管，旁路二極管的正向電壓必須低于升壓二極管的正向電壓。 當 PFC 輸出電壓高于輸入電壓時，旁路二極管關閉 （即，無需考慮 trr）。