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二極管選型的關鍵要素

1
正向導通壓降

壓降二極管(guǎn)的(de)電流流過負載以後相對於同一(yī)參考點的電勢(電位)變化稱為電壓降,簡稱壓降。

導通壓降:二極管開始導通時對應的電壓。

正向特性:在二極管外加正向電壓時,在正向(xiàng)特性的起始部分,正向電壓很(hěn)小,不足以克服PN結內電場的阻擋作用,正向電流幾乎為零。當(dāng)正向電壓大到(dào)足(zú)以克服PN結電場時,二極管正向導通,電(diàn)流隨(suí)電壓增大而迅速(sù)上升。

反向(xiàng)特性:外加反(fǎn)向電壓不(bú)超過一定範圍時(shí),通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂(piāo)移運(yùn)動所形(xíng)成反向電流。由於反向電流很小(xiǎo),二(èr)極管處於(yú)截止狀態。反向電壓增大到一定程度後,二極(jí)管反向(xiàng)擊穿。

在二極管兩端加正向偏置電壓時,其內部電場區域變窄,可以有較大的正向擴散電流通過PN結。隻有當正向(xiàng)電壓(yā)達到某一數值(這一數(shù)值稱為“門檻電壓”,鍺管(guǎn)約為0.2V,矽管約為0.6V)以後,二極管才能真正導通。但(dàn)二極管的(de)導通(tōng)壓降(jiàng)是恒(héng)定不變的嗎?它與正向擴(kuò)散電流(liú)又存(cún)在什麽樣的關係(xì)?通過下圖1的測試電路(lù)在常(cháng)溫下對型號為SM360A的二極管進行(háng)導通電流與導通壓降(jiàng)的關係測試,可得到如圖2所示的曲線關係:正(zhèng)向(xiàng)導通壓降與(yǔ)導通電流成正比,其浮動壓差為0.2V。從輕載導通電流到額定導通電流的壓差雖僅為0.2V,但對於功(gōng)率二極管來說(shuō)它不僅影響效率(lǜ)也影響二極管的溫升,所以在價格條件(jiàn)允許下,盡量選擇導通壓降小、額定工作電流較實際電流高一(yī)倍的二極管。

在我(wǒ)們開發產品的過程中,高低溫環境對電子元器件的影(yǐng)響才是產品穩定工作(zuò)的最(zuì)大障礙。環境溫度對絕大部分電子元器件的影響無疑是巨大的,二極管當然也不例外(wài),在高(gāo)低溫環境(jìng)下通過對SM360A的(de)實測數據表1與圖3的關係曲線可知道:二極(jí)管的導通壓降與環境溫度成反比。在環境溫度為-45℃時雖導通壓(yā)降最大,卻不影(yǐng)響二極管的穩定性,但在環境溫度為75℃時,外殼(ké)溫度卻已超過了(le)數據(jù)手冊給出的(de)125℃,則該二極管在75℃時就必須降額使用。這也(yě)是為(wéi)什麽開關電源在某一個高溫點需要降額使用的因素之一。

2
額定電流、最大正向電流IF

額定電流IF指二極管長期運行時,根據運(yùn)行溫升折算出來的(de)平均電流值。目前最大功率整流二極管的IF值可達1000A。

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是指二極管長期連續工作時(shí),允許通過(guò)的最大(dà)正向平均電流值,其值與PN結麵(miàn)積及外部(bù)散熱條件等有關。因為電流(liú)通過管(guǎn)子時會使管芯發(fā)熱,溫度上升,溫度超過容許(xǔ)限度(dù)(矽(guī)管為141左右,鍺管為90左右)時,就會(huì)使管芯過熱而損壞。所以在(zài)規定散熱條件下,二極管使(shǐ)用中不(bú)要(yào)超過二極管最大整(zhěng)流(liú)電流值。例如,常用的IN4001-4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。

3
最大平均整流電流Io

最大平均整流電流IO:在半波整流電路中,流過負載電阻(zǔ)的平均整(zhěng)流電流(liú)的最大值。折算設計時非常重要的值。

4
最大浪湧電流IFSM

運(yùn)行流過的過(guò)量的正向電流。不是(shì)正常的電流(liú),而是瞬間電流,這(zhè)個值相當大。

5
最大反向峰值電壓VRM

即使沒有反向電流,隻要不斷地(dì)提高反向電壓,遲早會使二極管損壞。這(zhè)種能加上的反(fǎn)向電壓,不是瞬(shùn)時電壓,而是反(fǎn)複加上的正(zhèng)反向(xiàng)電壓。因給整流器加的是交流電壓,它(tā)的最大值是規定(dìng)的重要因(yīn)子。最(zuì)大反向峰值電壓VRM指為避免擊(jī)穿所能加的最大反向電壓。目前最高(gāo)的VRM值可達幾千伏

6
最大反向電壓VR

上述最大反向峰值電壓是反複加上的峰值電壓,VR是連續加直流電壓的值。用於直流電流,最大直(zhí)流反向電壓對於確定允許(xǔ)值和上限值是很重(chóng)要的。

7
最高工作頻(pín)率fM

由於(yú)PN結(jié)的結電容(róng)存在,當工作頻率超過某一值時,它的單向導電性將變差。點接(jiē)觸式二極管的fM值較高,在100MHz以上;整流二(èr)極(jí)管的fM較低,一般不高於幾千Hz。

8
反向恢複時間Trr

當正向工作(zuò)電壓從正向電壓變成反向電壓時,二極(jí)管工作的理想情況是電流能瞬時截止。實際上,一般要延遲一點點時間。決(jué)定電流截止延時的(de)量,就是反(fǎn)向恢(huī)複時間。

2.jpg

9
最大功率P

二極管中有電流(liú)流過(guò),就(jiù)會吸熱,而使自身溫度升高。最大功(gōng)率P為功率的最大值。具體講就是加載二極管兩(liǎng)端的電壓乘(chéng)以流過(guò)的(de)電流。這個極限參數對穩壓二極管(guǎn),可變電阻二極管顯得特別重要。

10
反向飽和漏電流IR

指在(zài)二極管兩端加入反向電壓時,流過二極(jí)管的電流,該電流與半導體材料和溫(wēn)度有關。在常溫下,矽管的IR為nA(10-9A)級,鍺管的IR為mA(10-6A)級

11
降額(結溫降額(é))

降額(é)可以提高(gāo)產品可靠性,延(yán)長(zhǎng)使用壽命(mìng),根據溫度降低10℃壽命增加一倍的理論,下麵列(liè)出了不同(tóng)額定結溫的管子最小降額(é)結溫數據。

額定值(zhí)TjM

125℃

150℃

175℃

200℃

降額後可使用的TjM

110℃

135℃

160℃

185℃

12
安規

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