随着电力电子技术的发展，各种开关电源、PWM脉宽调制器、变频器、斩波器等电子电路的应用不断扩大，这些电子电路中的主回路，无论是采用了晶闸管，还是VDMOS、IGBT、GTO等新型电子器件，都需要一个与之并联的快速二极管，以减少电容的充电时间，提供负载的无功电流通道，同时抑制因负载电流瞬间反向而感应的高电压。由于这些电子器件的频率和性能不断提高，要求与之匹配的二极管必须具备恢复时间短，反向恢复电流小和软恢复等特点。而快恢复二极管(FRD)因具备上述特点而被广泛应用。本文简要介绍快恢复二极管的反向恢复过程，及基于TCAD软件工具采取一系列方法优化恢复二极管的反向恢复，使其能够实现快速而软的恢复。

快恢复二极管的反向恢复

反向恢复过程

所有的PN结二极管，在传导正向电流时，都以少数载流子的形式存储电荷。少子的注入引起的电导调制效应可降低通态电压(VF),从这个意义讲，它对二极管是有益的。但是当正在导通的二极管突然加一反向电压时，由于二极管内存有大量的少子，故在二极管截止前，需要一段时间将这些少子全部中和或抽出，这个过程就是反向恢复过程，所需的时间就是反向恢复时间(trr)。

反向恢复的全过程可分为五部分，如图1所示。在时间t0之前，快恢复二极管处于正向导通状态，空穴向基区N-扩散，电子由N-区向P+区扩散，此过程二极管内存储大量的少数载流子。

t0-t1(电流下降过程)：当t0时，快恢复二极管被加上反向电压VR。此时P+N-结的N-区存在的大量少数载流子依然向阴极方向扩散，且浓度大于由N-区往P+区抽出和复合消失的少数载流子浓度，故电流依然保持正向流动的方向(只分析了N-区的少子，P+区的少子同理)。随着N-区边缘的少数载流子浓度愈来愈小，电流虽保持正向流动的方向，但其值在以di/dt的速度逐渐减小(di/dt的大小由反向电压VR，电路的电感系数及电路结构决定)。直至t1时，N-区边缘的少子扩散浓度与基区N-区向P+区漂移的少子浓度相持平，此时电流开始反向。

t1-t2(电荷存储过程)：N-区边缘的空穴继续被抽出和复合掉。直至时间t2时，空穴的浓度低于N-区热平衡值(总的热载流子浓度为零)，致使电压开始反向开始形成耗尽层。

t2-t3(电压上升过程)：耗尽层形成以后，加剧漂移区的过剩载流子的抽取，且反向电压以dv/dt的速度增大。随着电压不断增大，耗尽层宽度越来越大，直到电压达到外加电压VR时(di/dt=0)，电流到达最大Ipr。

t3-t4(感应过程)：电流达到最大值Ipr后，则以diR/dt的速度衰减，在感性负载的影响下，反向电压将进一步增加直至t=t4时。此时恢复电压达到最大值Vpr，同时二极管的耗尽层也达到最宽。

t4-t5(恢复过程)：电压的回降使得耗尽层随之变窄，到t5时电压和耗尽层宽度基本下降到稳定值，电流达到漏电流。而反向恢复失效往往发生在此过程。