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邯郸做网站的博客,自己在线制作logo免费u钙网,大连网站开发招聘,无锡手机网站建设服务参考文献#xff1a; 二极管关键参数与应用-CSDN博客 关键参数 额定正向工作电流 二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热#xff0c;温度上升#xff0c;温度超过容许限度#xff08;硅管为140左右#xff0c;锗管为90左右二极管关键参数与应用-CSDN博客关键参数额定正向工作电流二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热温度上升温度超过容许限度硅管为140左右锗管为90左右时就会使管芯过热而损坏。所以二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。例如常用的IN40014007型锗二极管的额定正向工作电流为1A。例如在反激电源中输出一般电压比输入低由于能量守恒输出电流就更高所以变压器副边线径一般更粗且副边整流二极管的额定电流要达到输出电流的要求最高反向工作电压也即反向耐压。加在二极管两端的反向电压高到一定值时会将管子击穿失去单向导电能力。为了保证使用安全规定了最高反向工作电压值。例如IN4001二极管反向耐压为50VIN4007反向耐压为1000V。在反激电源中副边整流二极管在原边MOS管导通的时候承受着输出电压加上原边电压反射电压大小的反向耐压VoutVinmax/nn为匝数比在实际电路中二极管承受的电压远高于上述理论值。这是因为在二极管关断瞬间原边开关管开通瞬间会产生高频振荡尖峰。反向电流反向漏电流反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下流过二极管的反向电流有点反向漏电流的感觉。反向电流越小管子的单方向导电性能越好。值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系所以设计时要考虑裕量大约温度每升高10反向电流增大一倍。例如2AP1型锗二极管在25时反向电流若为250uA温度升高到35反向电流将上升到 500uA依此类推在75时它的反向电流已达8mA不仅失去了单方向导电特性还会使管子过热而损坏。又如2CP10型硅二极管25时反向电流仅为5uA温度升高到75时反向电流也不过160uA。故硅二极管比锗二极管在高温下具有较好的稳定性。管压降硅二极管不发光类型正向管压降0.7V锗管正向管压降为0.3V发光二极管正向管压降为随不同发光颜色而不同。红色发光二极管的压降为2.0--2.2V黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V正常发光时的额定电流约为20mA。 贴片二极管电流一般在3-8mA压降1.7至1.8V左右。反向恢复时间开关损耗增加、电压尖峰和EMI、器件可靠性问题在高频设计中必须选用肖特基或者快恢复二极管从二极管正向电流过零开始到反向恢复电流衰减到规定小值通常为反向峰值电流的 10% 或 25%所经历的时间。反向恢复现象的本质外部电压突然反向时需要先清除存储的少数载流子Q_rr反向恢复电荷量不同二极管反向恢复时间的区别反向恢复时间受哪些因素影响器件结构正向电流大小di/dt换向速度温度二极管有哪些种类功率整流应用场景AC/DC变换、DC/DC变换、防反接、续流。核心关注点正向压降 (V_F) 和 反向恢复时间 (t_{rr})。普通整流二极管General Purpose Rectifier代表型号1N400x系列 (如1N4007), 1N5408。特点工艺成熟PN结结构。优点耐压高轻松做到1000V甚至更高。便宜价格极其低廉。抗冲击能力强耐浪涌电流能力较好。缺点极慢反向恢复时间 (t_{rr}) 很长通常 1µs。高频损耗大绝对不能用于高频开关电源的整流如反激副边否则会瞬间发热烧毁。快恢复/超快恢复二极管(FRD / Ultra-Fast Recovery)代表型号FR107, HER系列, UF4007, MUR系列 (如MUR460), ES1J。特点在PN结中掺杂金或铂减少少数载流子寿命。优点速度快t_{rr} 通常在 35ns ~ 500ns 之间适合高频开关电路。耐压适中覆盖 200V ~ 1000V。缺点正向压降 (V_F) 较高通常在 0.8V ~ 1.2V 左右导通损耗比普通二极管大。反向恢复主要为“硬恢复”关断时容易产生EMI振荡这也是为什么需要加RC吸收电路的原因。硬恢复是指在正向电流不为0的时候电压就突然反向。肖特基二极管(Schottky Barrier Diode, SBD)代表型号1N5819, SS34, SR560, MBR系列。特点金属-半导体结不是PN结多数载流子导电。优点极低压降V_F 通常在 0.2V ~ 0.5V效率极高。零反向恢复时间理论上无 t_{rr}只有结电容效应开关损耗极小。缺点漏电流大反向漏电流 (I_R) 甚至可达mA级且随温度升高指数级增加容易热失控。耐压低传统硅基肖特基耐压通常 200V高压需用SiC肖特基。电压调节与保护应用场景稳压、过压保护、静电防护。齐纳二极管 / 稳压二极管(Zener Diode)工作原理利用PN结的反向击穿状态齐纳击穿或雪崩击穿。优点电路简单一颗元件即可实现基准电压。电压范围广2V ~ 200V都有。缺点功率小通常不能吸收大浪涌能量。噪声大雪崩击穿时伴随噪声。精度一般受温度影响较大但在5.6V左右温度系数最好。TVS 二极管 (瞬态抑制二极管)工作原理雪崩效应类似稳压管但设计用于瞬间吸收巨大能量。优点响应极快ps (皮秒) 级响应瞬间钳位电压。吸收功率大能承受几百瓦到几千瓦的瞬时脉冲防雷、防ESD。缺点结电容大普通TVS不能用于高速信号线如USB3.0需要用专用低容TVS。也是有寿命的长期反复承受大能量冲击性能会退化。信号与开关应用场景逻辑电路、小电流整流、检波。小信号开关二极管代表型号1N4148(被称为“万能二极管”)。优点速度极快t_{rr} ≈ 4ns。结电容极小适合高频信号处理。极其便宜。缺点电流小通常 I_F 300mA不能用于功率电路。典型的电路应用整流电路-反激输入端一般直接选芯片选型依据是耐压和额定电流副边的一般是肖特基选型依据是反向耐压和额定电流续流与钳位(Freewheeling Clamping)续流二极管配合电感/继电器使用消除反向电动势Buck电路、继电器驱动。RCD 钳位在反激电源原边吸收漏感尖峰。二极管的封装封装的核心意义在选型时封装不仅仅代表元件的尺寸Size它在工程上直接决定了三个核心指标电流承载能力封装越大内部晶圆Die越大引脚越粗允许流过的电流越大。散热能力(P_D)二极管是发热大户P_{loss} I_{load} times V_F。封装决定了热阻 (R_{theta JA})即热量散发出去的快慢。PCB空间与装配决定了是需要打孔插件还是直接贴装SMD以及占用板子的面积。贴片封装 (SMD)SMA / SMB / SMC外形一模一样矩形黑色塑料只是体积依次变大。ABC选型经验如果计算电流为1.5A虽然 SMB (2A) 勉强够但建议选SMC (3A/5A)。理由SMC体积大散热铜片面积大温升更低可靠性更高。小信号封装SODSOD-123 / SOD-323体积极小。应用1N4148W开关信号、稳压管、MOS管栅极保护。限制电流通常 300mA功率 0.4W。功率贴片 (Power SMD)当电流 5A时普通的 SMC 封装散热已不足需要使用带底部散热焊盘 (Thermal Pad)的封装。TO-252 (D-PAK)剪了腿的 TO-220 缩小版。电流 5A~15A。TO-263 (D2-PAK)剪了腿的 TO-220 原大版。电流 10A~30A。注意这两种封装必须在 PCB 上铺足够面积的铜皮来散热必要时需打过孔到背面散热。插件封装 (THT) —散热高压轴向引线适用场景需要外加散热片、高压输入端、抗震动要求不高的大电源。DO-35 / DO-41细玻璃管或小黑管。对应 1N4148 (DO-35) 或 1N4007 (DO-41)。电流1A。DO-15比 DO-41 稍粗。对应 FR207。电流1.5A ~ 2A。DO-201AD (DO-27)很粗的圆柱体。对应 SR560, 1N5408。电流3A ~ 5A。大功率三极管外形长得像三极管/MOS管但实际是二极管。TO-220AC / TO-220AB最经典。AC两脚单管。AB三脚内部是两只二极管共阴极对管。能力配合散热片轻松处理10A ~ 40A电流。TO-247巨型封装用于千瓦级电源电流 40A。反激电源中二极管封装选型副边整流二极管反激电源中电流最大、发热最严重的地方以72w的电源为例24V×3A电压和电流应力定封装要处理的功耗大约是P ≈ 3A × 0.8V 2.4W如果是快恢复则是 3W。2.4W 的热量靠小贴片是散不出去的。RCDRCD 二极管推荐优先使用插件 FR107。如果空间受限必须用贴片 RS1M务必注意焊盘间距需 3mm 或开槽处理并注意与发热电阻的热隔离。既然电流小RCD二极管平均电流通常不到 0.5A热量也不大为什么在很多电源尤其是几十瓦到几百瓦的适配器里RCD 二极管FR107 还是要用 DO-41 的插件封装而不直接用 RS1M (SMA) 贴片呢其实这里主要不是为了“散热”而是为了“安规距离”、“PCB走线”以及“被邻居连累”。二极管截止时承受电压 ≈ V_{IN_MAX} V_{OR}这里二极管处理的电流小主要是耐压耐压对于 220V 输入最高直流约 375V反射约 100V合计 475V。选型必须选1000V耐压的管子600V 的太边缘容易挂。速度太慢如 1N4007在高频下损耗巨大会发烫炸机。太快如 US1M有时候会让 EMI 变差振荡太剧烈。折中推荐FR系列快恢复是最经典的。电流虽然平均电流很小但它流过的是脉冲尖峰电流通常选1A即可。贴片和插件之间的抉择