强茂二极管作为功率半导体领域的重要产品，其内部电路结构的设计直接决定了器件的性能与应用场景。本文将从材料选择、芯片结构、封装工艺以及典型应用电路等方面，解析强茂二极管的内部构造原理。

一、基础材料与PN结特性

强茂二极管的核心是基于硅材料的PN结结构，在晶圆制造阶段，采用扩散或外延工艺形成P型与N型半导体的结合面。产品通过控制掺杂浓度梯度（如采用PT/FRD结构），使得空间电荷区的载流子分布更利于高压应用。典型的FRD（快恢复二极管）在N型基区内会形成特殊的载流子寿命控制层，通过电子辐照或铂掺杂工艺，将反向恢复时间（trr）控制在50ns至200ns范围，这是其适用于高频开关电源的关键。

在高压二极管中，采用穿通型设计。通过准确计算N-漂移区的厚度与电阻率，实现击穿电压与正向导通压降（VF）的平衡。600V等级的SMC封装二极管，其漂移区厚度约40-60μm，电阻率控制在1-3Ω·cm范围。

二、芯片结构设计

1、终端保护结构：在芯片边缘采用场限环或斜角切割技术，如强茂的SBR系列通过3-5个同心扩散环结构，将边缘电场强度降低30%以上，使200V器件的实际击穿电压可达250-280V，显著提升可靠性。

2、单元布局优化：大电流强茂二极管采用蜂窝状元胞设计，每个单元直径约100-150μm，通过并联数千个单元实现电流均流，这种结构使得浪涌电流能力达到额定电流的10倍以上。

3、复合结构创新：在超快恢复二极管中引入肖特基接触与PN结的混合结构，强茂的US系列通过在PN结间嵌入肖特基势垒，使反向恢复电荷（Qrr）降低40%，同时保持1.2V以下的低正向压降。

三、封装工艺与热管理

强茂采用多层金属化封装技术：

1、芯片焊接层：使用共晶焊替代传统焊锡，热阻降低15%。

2、引线框架：铜基框架表面镀镍（3-5μm），确保5N·m以上的拉力强度。

3、塑封材料：添加70%以上硅微粉的环氧树脂，CTE匹配芯片级，通过1000次-55℃~150℃循环测试无开裂。

四、典型应用电路分析

1、PFC电路中的拓扑应用

在300W LLC谐振转换器中，强茂的600V/8A超快恢复二极管与MOSFET组成升压电路。其反向恢复电流尖峰<1A（di/dt=100A/μs时），效率提升2%相比普通FRD。

2、电机驱动保护电路

三相逆变桥臂采用PMEG系列肖特基二极管作为续流管，在4kHz PWM驱动下，导通损耗占比从PN二极管的15%降至7%，温升降低20℃。

3、TVS防护网络

汽车级系列通过多芯片串并联实现30KW峰值功率，其雪崩击穿电压公差控制在±5%，比工业级±10%更准确。

通过这种从材料到系统的全链条优化，强茂二极管在光伏逆变器、电动汽车OBC等场景中实现>99.7%的五年失效率目标，其结构设计理念也反映了功率半导体向高频化、集成化发展的技术趋势。