功率半导体器件作为电力电子技术的核心,伴随着电力电子技术的飞速发展,产业界对其的需求也越来越大。功率二极管作为功率半导体器件中最常见的一类,在电力电子电路中主要用来整流和续流。随着高频电气中的IGBT和功率MOSFET的广泛应用,对与之配合使用的功率二极管的提出了更高的性能要求。传统的Si Pi N二极管反向恢复性能较差,针对这样的需求,一种提升了Si Pi N二极管反向恢复性能的被称为快恢复二极管（Fast Recovery Diode,FRD）的功率二极管得到了广泛应用。随着二极管技术的不断迭代,在中低压和中高频的应用领域,SiC JBS二极管由于其较低的正向压降和零反向恢复的特点,已经有取代Si FRD的趋势。可以将这两类器件概括为快恢复二极管的两种不同技术路线,即在传统Si基器件上进行阳极注入效率控制的新结构技术和利用SiC材料的优势的新材料技术。本文针对这两类器件的主要研究方向,设计和优化了一种新阳极结构的Si快恢复二极管,同时也设计和研究了一种大电流SiC JBS二极管作为对比,比较了两者的反向恢复特性。本文首先对Si快恢复二极管进行了理论研究,重点研究了其反向恢复特性。提出了一种使用阳极注入效率控制技术的P-缓冲层阳极结构二极管,为了验证新阳极结构对二极管特性的优化效果,首先仿真优化出了基本Pi N结构的快恢复二极管作为对比,在这个结构基础上继续仿真优化,研究了阳极不同参数对其静态和动态特性的影响,通过优化P-区宽度和掺杂浓度,P+区掺杂浓度,最终得到优化后的P-缓冲层结构二极管。仿真结果显示在反向电压400V,电流变化率di/dt为1000A/μs,正向电流30A的测试条件下,反向峰值电流约为8.0A,反向恢复时间约为34ns,软度因子为1.384。为了对比SiC材料制成的二极管与Si FRD性能的差异,文章接着对SiC JBS二极管进行了理论和实验研究,根据实际条件预期设计并制造出一款650V/50A规格的SiC JBS二极管。重点研究了SiC JBS二极管的正反向特性与P+区和肖特基区尺寸的关系,更大的肖特基区尺寸虽然带来了更好的正向特性,但同时也增加了器件的反向漏电流,因此需要对这两个参数进行优化设计。介绍了SiC JBS二极管的流片工艺,测试了流片得到的SiC JBS二极管样品,符合设计要求。此外,比较了SiC JBS二极管和Si FRD的反向恢复特性,讨论了两者在各种应用环境下的优劣势,结果表明SiC JBS二极管具有更加优越的反向恢复特性和在高频应用下的优势。对SiC JBS二极管进行了红外成像实验和功率循环实验,通过红外成像实验观察到的实际温度分布存在不均匀性,讨论了SiC JBS存在的热可靠性问题。通过功率循环实验验证了SiC JBS二极管在长期电热应力下的可靠性。最后对SiC JBS二极管进行了浪涌电流实验,结果显示最大浪涌能力为305A。