GB/T 4023-1997 半导体器件分立器件和集成电路 第2部分：整流二极管

GB/'r4023一1997

，曰牙

前「1

国家标准GB4023-86((半导体分立器件第2部分：整流二极管》是80年代中期，根据当时的工

业科技水平及使用的实际需要而制订的，等效采用了IEC747-20983)半《导体器件分立器件和集成

电路第2部份：整流二极管》的全部内容及其所引用的IEC747-10983)半《导体器件总则》的有关

部分。此外，又根据我国国情，补充了“瞬态热阻抗”的，（决速）测试方法等。

随着科学技术的发展和生产技术的进步，十年来国内情况发生了不同程度的变化。国际电工委员会

也对IEC747-2作过两次修订，为此本标准等效采用IEC747-2:1983《半导体器件分立器件和集成电

路第2部分：整流二极管》和1992,1993年两次修订的全部技术内容，这样，通过使我国标准尽可能与

国际一致或等同，以尽快适应国际贸易、技术和经济交流以及采用国际标准飞跃发展的需要。

本标准适用于整流二极管的一般要求、参数测试以及接收和可靠性的要求。

在引用本标准时，有关的具体要求应在相应的详细规范中加以规定。

本标准的附录A、附录B是提示的附录。

本标准由中华人民共和国电子工业部提出。

本标准由全国半导体器件标准化技术委员会归口。

本标准由中国振华集团永光电工厂和西安电力电子技术研究所负责起草。

本标准主要起草人：王继红、杨子江、秦贤满、邹盛琳。

cs/T4023一1997

TTTr，．谁犷扭分

1二山、洲IJ尸r匀

本标准由国际电工委员会第47技术委员会半（导体分立器件和集成电路）制定。

IEC747-2号标准构成IEC747半导体器件通用标准的第2部分。除IEC747-1通用标准之外，本标

准中所给出的各项标准使整流二极管的标准趋于完善。

1982年9月在伦敦举行的第47技术委员会会议上，批准了将IEC147和IEC148号标准改编成现

在按器件编排的形式的建议。由于所有组成部分都已预先按六‘个月法’或二‘个月程序’表决批准，所以

不需要重新表决。

以前出现在IEC147和IEC148中有关集成电路的内容，现在将包括在IEC748中。以前出现在

IEC147-5和IEC147-5A中有关机械和气候试验方法，现在将包括在IEC749中。

由于第47技术委员会不断的进行工作，并注意到各种半导体器件领域中的进步，所以通过对本标

准的修订和扩充将使本标准跟上时代的发展。

T1;(`召侣全

几二，碑v口叨阵翔

1)IEC（国际电工委员会）在技术问题上的正式决议或协议，是由对这些间题特别关切的国家委员

会参加的技术委员会制定的，对所涉及的问题尽可能地代表了国际上的一致意见。

2)这些决议或协议，以推荐标准的形式供国际上使用，并在此意义上为各国家委员会所认可。

3)为了促进国际上的统一，IEC希望各国家委员会在本国条件许可的情况下，采用IEC标准的文

本作为其国家标准。IEC标准与相应国家标准之间的差异，应尽可能在国家标准中指明。

中华人民共和国国家标准

半导体器件分立器件和集成电路

第2部分：整流二极管。qv盟乳热偏｛1997

SemiconductordevicesDiscretedevicesandintegratedcircuits代替GB4023-86

Part2：Rectifierdiodes

第I篇总则

1引言

通常，本标准要与IEC747-1一起使用，本标准涉及以下全部基础资料：

—术语；

—文字符号；

—基本额定值和特性；

—测试方法；

—接收和可靠性。

2范围

本标准给出了下列种类或分类器件的标准：

整流二极管，包括

—雪崩整流二极管；

—可控雪崩整流二极管；

—快开关整流二极管。

3整流二极管的标志

每只整流二极管必须清晰、牢固地打印上下列标志：

—制造厂名称或商标；

—制造厂或供应商的标志；

—区别阳极端和阴极端的标志。

本标准的序号与IEC747-1第g篇2.1一致。

第I篇术语和文字符号

，通用术语

1.1正向forwarddirection

直流电流沿半导体二极管较低电阻方向流动的方向。

1.2反向reversedirection

国家技术监督局1997一10一07批准1998一09一0，实施

GB/T4023一1997

直流电流沿半导体二极管较高电阻方向流动的方向。

1.3阳极端子半（导体整流二极管或整流堆的）anodeterminal(ofasemiconductorrectifierdiodeor

rectifierstack)

正向电流从外电路流入的端子。

1.4阴极端子半（导体整流二极管或整流堆的）cathodeterminal(ofasemiconductorrectifierdiode

orrectifierstack)

正向电流流向外电路的端子。

1.5整流堆臂rectifierstackarm

以电路的两个端子所限定，基本上只在一个方向上有传导电流流过的整流堆的那一部分。

注：整流堆骨是由一个或数个整流二极管串联，并联或串并联电路组成的工作单元，即整流堆臂可以是整流堆的一

部分或全部。

2关于额定值和特性的术语

注：当存在几种不同的文字符号时，这里只给出最通用的一种见（3).

2.1电压

2.1.1正向电压forwardvoltage

电流正向流动时在器件两端产生的电压。

2.1.2阐值电压V（T(O))thresholdvoltage

正向特性曲线的直线近似法所用的直线与电压轴的交点所确定的正向电压值。

2.1.3正向恢复电压V（FR)forwardrecoveryvoltage

电压从零或规定的反向电压瞬时转换到一个规定的正向电流以后，在正向恢复时间内所出现的变

化电压。

2.1.4反向直流电压V（R)reversedirectvoltage

加于二极管反向的恒定电压值。

2.1.5反向s作峰值电压V（RWM)crest(peak)workingreversevoltage

反向电压的最大瞬时值，不包括所有重复和不重复瞬态电压。

2.1.6反向重复峰值电压最（高反向重复电压）(VRRM)repetitivepeakreversevoltage(maximum

repetitivereversevoltage)

反向电压的最大瞬时值，包括所有的重复瞬态电压，但不包括所有的不重复瞬态电压。

注：应优先选择术语“反向重复峰值电压”。

2.1.7反向不重复峰值电压反（向瞬态峰值电压）(VRsm)non-repetitivepeakreversevoltage(peak

transientreversevoltage)

任何反向不重复瞬态电压的最大瞬时值。

注

1应优先选择术语“反向不重复峰值电压”。

2重复电压通常与电路有关，并使器件的耗散功率增加．不重复瞬态电压通常是外部因素造成的，并假定其影响在

下一个瞬态过程到达之前已完全消失。

2.1.8击穿电压V（B(R))breakdownvoltage

在发生击穿的区域内的电压。

2.2电流

2.2.1正向电流forwardcurrent

沿二极管低阻方向流过的电流。

2.2.2正向平均电流I（F<AV))meamforwardcurrent

在整个周期内正向电流的平均值。

GB/T4023一1997

2.2.3正向重复峰值电流I（FRM)repetitivepeakforwardcurrent

包括所有重复瞬态电流在内的正向电流峰值。

2.2.4正向过载电流I（(OV))overloadforwardcurrent

实际上与规定的正常正向电流波形基本一致，但电流值较大的正向电流，连续工作时会使结温超过

额定的最高等效结温，除非连续工作时间限制在不超过此温度的范围内。

注：当器件在施加正常的工作电压时，根据使用要求可多次承受过载电流。

2.2.5正向不（重复）浪涌电流I（FSM)(non-repetitive)surgeforwardcurrent

一种持续时间短并具有规定的波形正向电流脉冲，施加这种波形导致或会导致结温超过最大额定

值，但这种电流是由于电路条件异常如（故障）引起而偶然发生的，在器件工作寿命期间出现的次数有

限。

2.2.6反向电流I（R)reversecurrent

施加规定的反向电压时流过二极管的总传导电流。

2.2.7反向阻性电流resistivereversecurrent

除恢复电流若（有）外的那部分稳态反向电流。

2.2.8反向恢复电流i（RR)reverserecoverycurrent

在反向恢复时间内出现的那部分反向电流。

2.2.9正向方均根电流squarerootofmeansquareforwardcurrent

正向电流在一个完整的工作频率周期内的方均根值。

2.2.10I't值

正向浪涌电流的平方对电流浪涌持续时间的积分值。

2.2.11管壳非破坏峰值电流peakcasenon-rupturecurrent

为避免管壳破裂或等离子束辐射，在规定的电流、波形和时间条件下，不应超过的峰值电流。

注：本定义意思是器件在承受管壳非破坏峰值电流时，器件管壳上可以有细微裂缝，而无等离子束辐射，管壳不应破

裂，而且器件外部不应熔化或燃烧。

2.3耗散功率

2.3.1总耗散功率P（,o,)totalpowerdissipation

由正向电流和反向电流引起的耗散功率总和。

2.3.2正向耗散功率P（F)forwardpowerdissipation

正向电流引起的耗散功率。

2.3.3正向平均耗散功率P（FA(V))meanforwardpowerdissipation

瞬态正向电压和瞬态正向电流在整个周期内乘积的平均值。

2.3.4反向浪涌耗散功率雪（崩和可控雪崩整流二极管的）(PRsm)surgereversepowerdissipation

(ofavalancheandcontrolled-avalancherectifierdiodes)

反向工作时，由于浪涌出现在二极管内所引起的耗散功率。

2.3.5开通耗散功率P（FT)turn-onpowerdissipation

从反向电压转换到正向电流时，在这个变化期间二极管内的耗散功率。

2.3.6关断耗散功率P（ROturn-offpowerdissipation

从正向电流转换到反向电压时，在这个变化期间二极管内的耗散功率。

2.3.7反向耗散功率P（R)reversepowerdissipation

反向电流引起的耗散功率。

2.3.8管壳非破坏I'tcasenon-ruptureI't

在规定的电流、波形和时间条件下，为避免管壳破裂或等离子束辐射，器件不应超过的I't值，并可

用下式表示：

GB/T4023一1997

Iz，一fO'lizdt

式中：t,—电流脉冲宽度。

注：本定义意思是器件在承受管壳非破坏IZt时，器件管壳上可以有细微裂缝，而无等离子束辐射，管壳不应破裂，

而且器件外部不应熔化或搬烧。

2.4其他特性

2.4.1正向特性的直线近似法straightlineapproximationoftheforwardcharacteristic

用连接正向特性曲线上两规定点的直线来近似表示正向电压一电流特性见（图6),

2.4.2正向斜率电阻(r,)forwardsloperesistance

由正向特性曲线的直线近似法所用的直线斜率求得的电阻值见（图6)0

2.4.3反向恢复时间4（0reverserecoverytime

当二极管从正向转换到反向时，电流通过零值的瞬间与反向电流经过峰值IRM后减少到某一规定

的低值的瞬间如（图1所示），或者使反向电流外推到零值的瞬间如（图2所示）之间的时间间隔。

注：根据给定的A点和B点进行外推，一般形式如图2所示。

I

IFM一一一一一一一一

a－一一－－一一－目一目一－止毛一一一户一－一一一斗－－－种～竺二护

IRM＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、2

图1反向恢复时间

I,

IFM一一一一一一一一一一

0一一－L一一－一一一一一一一一】I－一一一一一一一一－－－二一一一一～高

IRM二－－二二二厂．二二公二艺二几二二二－－－－丁二艺二艺二二二二二丁戈夕入

图2反向恢复时间

2.4.4正向恢复时间t（O对（于整流二极管）forwardrecoverytime

当正向电流在零电压或其他规定的反向电压条件下，正向电压上升通过第一个规定值瞬间与正向

电压从峰值VFRM下降到接近正向电压最后稳定值的第二个规定值瞬间之间的时间间隔见（图3a)或外

推正向电压到达零值瞬间之间的时间间隔见（图3b),

注

1规定方法A：定义中提到的第一个规定值和第二个规定值通常分别为最后稳定值见（图3a和3b中的Ve）的10％

和110yo。

z规定方法s：通常是根据图3b中所示的A点和B点来进行外推．

GB/T4023一1997

VF1

VFRM一一一一一一一一一一一一～

1.1嵘

VF

v声a.V1Ft

a规定方法A

VF

VFRM一一－－一－一－一－一-vA

VF＿＿＿一一一一一－一一一一一一入》、－－－－－－VF

及1VFF一＿＿、＿＿＿＿』

b规定方法b

图3正向恢复时间

2.4.5恢复电荷Q（)recoveredcharge

在规定的积分时间内，二极管从规定的正向电流条件转换到规定的反向条件后，二极管中恢复的总

电荷。

rt+t

Q,=jti二‘“‘

式中：to—电流通过零值的瞬间；

t;—规定的积分时间见（图4)a

注：该电荷由载流子储存和耗尽层电容两部分组成。

IF,

=R．成to}t;t

图4恢复电荷

2.4.6反向恢复电流上升时间reverserecoverycurrentrisetime

从规定的正向电流瞬时转换到规定的反向电压之后，反向恢复时间起点与反向恢复电流上升到其

峰值瞬间之间的时间间隔。

2.4.7反向恢复电流下降时间reverserecoverycurrentfalltime

从规定的正向电流瞬时转换到规定的反向电压之后，反向恢复电流到达峰值瞬间与反向恢复时间

终点之间的时间间隔。

2.4.8上升时间电荷risetimecharge

在反向恢复电流上升时间内二极管恢复的那部分电荷。

GB/T4023一1997

2.4.9下降时间电荷falltimecharge

在反向恢复电流下降时间内二极管恢复的那部分电荷。

3文字符号

3.1概述

一般规则应符合IEC747-1第V篇的要求。

3.2补充的通用下标

除推荐IEC747-1第V篇的通用下标外，对整流二极管还推荐下列专用下标。

3.2.1关于电流、电压和功率

（同时见IEC747-1第V篇的2.2.1)

A,a＝阳极

K,k＝阴极

O=整流平均输出

(TO)＝阐值

3.2.2关于电参数

（同时见IEC747-1第V篇的2.2.2)

T＝斜率

3.3文字符号一览表

推荐下列一览表中的文字符号，供整流二极管方面应用；它们是按照通用规则进行汇编。

3.3.1电压

表1

LAaaPpn0ATI-4AA91fFFX4}'=1V**1-EEEEt?1A1}I9#EUi15r;To()}典

GB/T4023一1997

VFI

VRWMO,'厂’－‘

、。·、

图5整流二极管反向额定值

表2

日寸，FIVTO)}6(r[川

3.3.2电流

表3

二一

cB/T4023一1997

一匕—

1--－一－.L．。～－－－曰‘－－－～

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IR:

图7整流二极管正向额定值

3.3.3功率

表4

一一

第I篇基本额定值和特性

1概述

1.1适用范围

本篇给出的整流二极管标准包括：

一一雪崩整流二极管；

—可控雪崩整流二极管；

—快开关整流二极管。

1.2额定方式

应按环境额定或管壳额定器件规定整流二极管。

1.3推荐温度

本推荐标准中的许多额定值和特性需在25℃和另一个规定温度下引用。

GB/T4023一1997

除非另有规定，否则另一个规定温度应由制造厂从IEC747-1温度推荐一览表中选取。此外，还可

以采用一40℃和十35'Co

2额定条件

3章中给出的额定值应在下列一个或几个热条件下确定。

2.1环境额定的整流二极管

2.1.1自然对流

在25℃及在一个更高的温度下见（1-3)。应规定冷却流体种类及其压力对（于气体而言）。空气压

力至少应为90kPa(900mbar)，相当于最高海拔1000ma

2.1.2强迫循环

温度应从温度推荐一览表中选取见（1.3)。应规定冷却流体的种类、压力和流量。

2.2管壳额定的整流二极管

基准点温度应从温度推荐一览表中选取见（1.3).

注：基准点温度通常是管壳温度。对于小的整流二极管可以规定一个端子上的温度。

3电压和电流的额定值极（限值）

下列额定值必须在为特定器件所规定的整个工作条件范围内都有效。

3.1电压额定值

3.1.1反向不重复峰值电压V（RSM)

反向正弦半波脉冲电压的最大值，半波脉冲的脉冲宽度必须予以规定。

半波脉冲宽度应从下列值中选取：

10ms,8.3ms，1ms，0.1msq

3.1.2反向重复峰值电压V（RRM)

反向重复正弦半波电压的最大值，半波电压的脉冲宽度和重复频率必须予以规定。

半波脉冲宽度应从下列值中选取：

10ms,8.3ms，1ms，0.1ms。

3.1.3反向工作峰值电压V（RWM)

工频重复反向正弦半波电压的最大值工（频通常是50Hz或60Hz，即半波脉冲宽度为10ms或

8.3ms)。

3.1.4反向直流电压V（R)适用时）

最大值。

3.2电流额定值

3.2.1正向平均电流I（FA(V))

表示单相半波电阻性负载条件下，电流的最大值与环境或管壳温度的关系曲线，此外，还可以给出

其它的电路条件曲线。

注：额定平均正向电流是假设不存在过载情况下给出的。

3.2.2正向重复峰值电流I（FRM)(适用时）（特别适用于快开关二极管）

表示在下列规定条件下，以重复频率为参量时正向重复峰值电流值与正弦半波电流持续时间的关

系曲线。

—基准点温度；

—反向电压，

-RC衰减网络缓（冲器）（适用时）。

图8给出一个实例，并给出图8a进行说明：

GB/T4023一1997

IFRM‘

(A)I

1000-i、、‘、、、、

100日＿、

10-!-一一一－一一－T～一一

一，八，八。Innn俪t娜）

i01001000.11-1

参量：重复频率.fo

图8正向重复峰值电流IFRM与脉冲宽度‘的关系曲线

巨‘介

图8a

3.2.3正向过载电流I（(ov))

此额定值适用时，其值应通过规定最高等效结温和最大瞬态热阻抗给出。此外，过载电流额定值也

可用曲线方式给出。

3.2.4正向不（重复）浪涌电流I（FSM)

此额定值应在对应于最高等效结温的初始条件下给出，此外，还可以给出对应于较低等效结温初始

条件的曲线。

浪涌电流额定值应按下列时间间隔给出：

a）对于时间小于半周期5（0Hz或60Hz)，而大于1ms近（似值），用下式来计算最大额定值。

丁ildt

这些额定值可用曲线，也可用规定的数值给出，假定不紧接着施加反向电压。

b）对于时间等于或大于半周期而小于15个周期(5（0Hz或60Hz)，以曲线的形式给出最大额定浪

涌电流与时间的关系，对于反向电压为最大反向重复峰值电压的80％的情况，则应优先给出上述额定

值。而对于反向电压为最大反向重复峰值电压的50写或100％的情况，则可以给出补充额定值；

。）对于时间等于一个周期的情况则不施加反向电压。

3.2.5正向直流电流I（F)

最大值。

3.2.6管壳非破坏峰值电流

当适用时，极限值“管壳非破坏峰值电流”应规定为在规定的起始管壳温度最（好为251C）条件下，

以规定的上升速率最（好为25A/us）和脉冲宽度的三角波电流的最大值。

注：极限值管“壳非破坏峰值电流”对于大变流设备通（常几个器件并联）中使用的大电流整流二极管平（均额定电

流约为1OOOA或更大）是必须的，当器件阻断反向电压失败而导致管壳破裂和在熔断器动作之前会损坏设备

的急剧上升的短路大电流，此电流极限值的确定或验证需要大功率的试验设备，而且试验本身费用和试验中损

GB/T4023一1997

坏的样品费用相当大。因此只有在上述危险确定存在时才进行验证。

管壳非破坏峰值电流的值主要取决于硅芯片上初始击穿的位置，而且如果击穿发生在硅片边缘附近，通常该值

最小。

4频率额定值极（限值）

适用时，3章中的电压额定值和电流额定值所要求的最高频率和或（）最低频率。

5耗散功率额定值极（限值）

5.1反向不（重复）浪涌耗散功率雪（崩整流二极管和可控雪崩整流二极管的）

在最高等效结温下，表示反向不（重复）浪涌耗散功率与浪涌持续时间的额定关系曲线。

其波形应从第N篇3.3中选取。

5.2反向重复峰值耗散功率可（控雪崩整流二极管的）

在规定的环境温度或基准点温度下的最大值见（5.3的注）。

波形应从第N篇3.3中选取。

5.3反向平均耗散功率可（控雪崩整流二极管的）

在规定的环境温度或基准点温度下的最大值见（下注）。

注：这里的反向耗散功率额定值是假设正向耗散功率为零．如在应用中正向和反向功耗都发生时，则应根据器件制

造厂的应用资料减少两者的额定值。

6温度额定值极（限值）

6.1冷却流体温度或基准点温度环（境额定或管壳额定的整流二极管）

最小值和最大值。

6.2贮存温度T（.,)

最小值和最大值。

6.3等效结温T（(;))适（用时）

最大值。

了电特性

（除非另有规定，冷却流体温度或基准点温度均为25'C)

7.1正向特性适（用时）

在25℃温度和另一较高温度最（好等于最高等效结温）下，表示正向电压的瞬时值与正向电流瞬时

值的关系曲线，电流应达到3（.2.1所述的）额定正向平均电流对应的峰值。

7.2正向电压在（热平衡条件下）

7.2.1正向直流电压V（F)

在额定正向直流电流下的最大值。

7.2.2正向峰值电压V（FIvl)适用时）

在二倍额定正向平均电流3（.2.1)的电流下的最大值，

注：.7r,，可以取3。

7.3击穿电压V（(BR))不重复使用时雪崩整流二极管的）

在反向特性的低动态阻抗区，对于规定脉冲电流的最小值。

7.4反向重复峰值电流

在额定反向重复峰值电压下的最大值，此外，适用时，系指在最高有效结温下的最大值。

了．5总耗散功率

GB/T4023一1997

仅对管壳额定的整流二极管适用，在正弦反向峰值电压等于1/2额定反向重复峰值电压时，应对

3.2.1中所规定的每一种工作条件给出表示最大总耗散功率与正向平均电流的函数关系曲线。

7.6单个正弦半波正向电流脉冲的最大总能量适（用时）（特别适用于快开关二极管）

在下列规定条件下，表示最大正向峰值电流与以总能量正（向恢复能量加上反向恢复能量）作为参

量的正弦半波电流脉冲宽度的函数关系曲线：

—反向电压；

—RC衰减网络缓（冲器）（适用时）。

图9给出一实例。

介RM．

(A)

1J＿

0.5、‘、、

1000一。。、、、、

二“’v0.2、、、、、

0.1～、、、、、、

100一0.05、、、、、、、

10一＿＿、＿，’＿

101001000tw(ps)

参量：脉冲能量的单位为焦耳

图9对于不同电流值和脉冲宽度的

单个正弦半波正向电流脉冲的最大总能量

7.7恢复电荷Q（r)适（用时）见（图10)

在下列规定条件下的最大值，或最大值和最小值：

a)正向电流，最好等于3.2.1的最大值；

b）正向电流的下降率di/dt;

。）反向电压，最好为3.1.2中规定的反向重复峰值电压的50％;

d)环境温度或基准点温度，其值等于正向峰值电流出现时的最高温度。

zRM—一一一一一一一一一一－，．，

图10恢复电荷Q、反向恢复峰值电流1RMf

00.．2e`5RMi0．

反向恢复时间trr理（想化的特性）

7.8反向恢复峰值电流适（用时）（见图10)

在7.7的a)-d)规定条件下的最大值。

7.9反向恢复时间t（,,)适（用时）见（图10)

在7.7的a)-d)规定条件下的最大值。

7.10正向恢复时间t（f,)适（用时）见（图11)