1.4.2 雙極型功率二極管

當阻斷電壓超過100V時，硅單極型肖特基二極管漂移區的電阻變得非常大。相比之下，硅雙極型器件更具有優勢。因為在通態，注入漂移區的載流子能夠產生電導調制效應。在過去50年中，業界廣泛使用的PiN整流器結構，如圖1.8所示。在通態，PN結正偏，注入的少子（少數載流子）濃度遠遠超過漂移區的摻雜濃度。為了滿足電中性條件，漂移區中會產生等濃度的多數載流子。因此即使承擔高反向阻斷電壓，典型硅PiN整流器的通態壓降也僅為1～2V。目前已經開發了阻斷電壓高達10kV的商用器件。

PiN整流器的主要缺點是反向恢復電流大，開關速度慢。這個瞬態過程在整流器和功率開關中產生大的功耗，瞬態過程發生的頻率由開關器件控制。減少反向恢復電流的一種方法是通過使用深能級雜質來減小載流子壽命。另一種方法是將肖特基接觸和PN結相結合，如圖1.9所示。雖然這種結構在外觀上與JBS整流器結構相同，但在高壓下它以雙極型模式工作。這種結構不是肖特基二極管和PiN整流器的簡單組合，而是通過結合肖特基二極管和PiN二極管中的電流流動情況，實現兩個結構的最佳屬性。

圖1.8 PiN整流器結構

圖1.9 混合PiN/肖特基勢壘（MPS）整流器