图2 取决于芯片尺寸的热阻
对于本文讨论的二极管技术而言，改变电流密度或芯片尺寸都能导致非常相似的曲线。本文选择了改变电流密度并进行了相关计算。这种方法意味着更小尺寸的二极管芯片，从而实现单片晶圆更高的芯片产量，从而削减芯片的单位价格。
另一方面，更小的芯片有着更高的结对壳热阻RthJC，因此首先想到的是需要更大的散热器。但这一结论下得为时过早。
芯片尺寸与热阻RthJC之间的关系如图2所示。可以看出双曲线值近似由圆片贴装、芯片本身以及导线框的焊接厚度所决定。
但是，为了得出最终评价，有必要更深入地了解总损耗以及IGBT与二极管的损耗分配。
图3 从二极管到IGBT的整流过程
对整流过程的分析显示，二极管的反向恢复电荷产生的电流不仅加在二极管本身，而且还流过被整流的IGBT，如图3所示。集电极波形中的阴影部分代表二极管的反向恢复特性以及寄生输出电容放电产生的额外电荷。但输出电容部分通常可以忽略，因为IGBT电容非常小，因此，可假设该区域是完全由反向恢复造成的。可以看出，首先，当IGBT电压还处于高电平时，反向恢复电流已经开始流动。其次，二极管电流拖尾100ns左右。很明显，二极管的反向恢复性能对于IGBT中的开关损耗有着非常重要的作用。
观察功率损耗的分布情况可知，主要功率损耗通常来自IGBT，因此IGBT会造成二极管芯片的发热。如果二极管本身有更高的损耗，在二极管自身的发热比IGBT的损耗发热更高时，这种情况才会发生改变。从产品角度来说，提高二极管的温度是有利的，这样可以降低总体损耗以及IGBT结温。在额定条件下，当IGBT结温等于二极管结温时，可实现最佳损耗分布。
这意味着，尽管优化型二极管可能因为更小的芯片尺寸而获得更高的RthJC，但这不影响IGBT与二极管结合的性能，因为总体功耗降低了。与EmCon2技术相比，采用EmCon3技术的全新反并联二极管具有较高的正向压降、改进的反向恢复特性以及更低的开关损耗。
图4 二极管优化的损耗平衡（RthHS = 4.2 K/W，TA = 50℃， cosΦ= 0.7）
该结论与大多数人的理解——用于驱动应用的二极管必须针对低导通损耗进行优化－相矛盾。特别是在家电驱动中，如变频洗衣机，低开关损耗同样至关重要。因为在那些应用中，开关频率可以达到15 kHz或更高。在这种情况下，开关损耗将构成驱动中整体损耗的很大一部分，绝不能被忽视。这种优化为多种应用打开了大门——不仅在驱动市场，还有所谓的“高速”领域。
