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二极管不为人知的特性联系

本站为您提供的二极管鲜为人知的特性关系,我们都知道二极管有个反向击穿的极限电压,绝大多数的二极管厂商都没把它写入数据手册,但在大多数情况下为了节省成本不可能将二极管反向耐压降额到50%左右使用,那么反向电压裕量是否足够,这对评估该二极管反向耐压应降多少额使用较为安全是有一定意义的。从下表中可看出,反向电压的裕量并不像网上所说的那样是额定反压的2~3倍。 

咱们都知道在挑选二极管时,首要看它的正导游通压降、反向耐压、反向漏电流等。但咱们却很少知道其在不同电流、不同反向电压、不同环境温度下的联系是怎样的,在电路规划中知道这些联系对挑选适宜的二极管显得极为重要,特别是在功率电路中。

二极管不为人知的特性联系

1、 正导游通压降与导通电流的联系 

在二极管两头加正向偏置电压时,其内部电场区域变窄,能够有较大的正向分散电流经过PN结。只要当正向电压到达某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)今后,二极管才干真实导通。但二极管的导通压降是安稳不变的吗?它与正向分散电流又存在什么样的联系?经过下图1的测验电路在常温下对型号为SM360A的二极管进行导通电流与导通压降的联系测验,可得到如图2所示的曲线联系:正导游通压降与导通电流成正比,其浮动压差为0.2V。从轻载导通电流到额外导通电流的压差虽仅为0.2V,但关于功率二极管来说它不只影响功率也影响二极管的温升,所以在价格条件允许下,尽量挑选导通压降小、额外作业电流较实践电流高一倍的二极管。

二极管不为人知的特性联系

2、 正导游通压降与环境的温度的联系 

在咱们开发产品的过程中,高低温环境对电子元器材的影响才是产品安稳作业的最大妨碍。环境温度对绝大部分电子元器材的影响无疑是巨大的,二极管当然也不破例,在高低温环境下经过对SM360A的实测数据表1与图3的联系曲线可知道:二极管的导通压降与环境温度成反比。在环境温度为-45℃时虽导通压降最大,却不影响二极管的安稳性,但在环境温度为75℃时,外壳温度却已超过了数据手册给出的125℃,则该二极管在75℃时就必须降额运用。这也是为什么开关电源在某一个高温点需求降额运用的要素之一。

表1 导通压降与导通电流测验数据

二极管不为人知的特性联系

3、二极管漏电流与反向电压的联系 

在二极管两头加反向电压时,其内部电场区域变宽,有较少的漂移电流经过PN结,构成咱们所说的漏电流。漏电流也是评价二极管功能的重要参数,二极管漏电流过大不只使其本身温升高,关于功率电路来说也会影响其功率,不同反向电压下的漏电流是不同的,联系如图4所示:反向电压愈大,漏电流越大,在常温下肖特基管的漏电流可疏忽。  

4、二极管漏电流与环境温度的联系 

其实对二极管漏电流影响最大的仍是环境温度。在额外反压下测验的联系曲线,从中能够看出:温度越高,漏电流越大。在75℃后成直线上升,该点的漏电流是导致二极管外壳在额外电流下到达125℃的两大要素之一,只要经过降额反向电压和正导游通电流才干下降二极管的作业温度。

5、二极管反向康复时刻 

如图6所示,二极管的反向康复时刻为电流经过零点由正向转换成反向,再由反向转换到规则低值的时刻距离,实践上是开释二极管在正导游通期间向PN结的分散电容中贮存的电荷。反向康复时刻决议了二极管能在多高频率的接连脉冲下做开关运用,假如反向脉冲的继续时刻比反向康复时刻短,则二极管在正向、反向均可导通就起不到开关的效果。PN结中贮存的电荷量与反向电压一起决议了反向康复时刻,而在高频脉冲下不但会使其损耗加剧,也会引起较大的电磁搅扰。所以知道二极管的反向康复时刻正确挑选二极管和合理规划电路是必要的,挑选二极管时应尽量挑选PN结电容小、反向康复时刻短的,但大大都厂家都不供给该参数数据。

6、二极管反向电压裕量的含义 

咱们都知道二极管有个反向击穿的极限电压,绝大大都的二极管厂商都没把它写入数据手册,但在大大都情况下为了节约本钱不行能将二极管反向耐压降额到50%左右运用,那么反向电压裕量是否满足,这对评价该二极管反向耐压应降多少额运用较为安满是有必定含义的。从下表中可看出,反向电压的裕量并不像网上所说的那样是额外反压的2~3倍。 

膝点反向电压为漏电流骤变时的反向电压点。(二极管在常温某电压点下,其漏电流忽然一下增大了几十上百倍,例如:SM360A二极管在78V时漏电流为20μA,但在79V时漏电流为2 mA,79V即为膝点反向电压)膝点反向电压尽管未使二极管彻底击穿,但却严重影响了二极管的正常运用。而在高温下漏电流更易骤变,此刻的膝点反向电压就更低。所以一个二极管的反向电压应降额值为多少才较为正确合理,更应该从物料的运用环境温度和实践运用的导通电流来测验膝点反向电压值,然后再来确认裕量降额值。

二极管不为人知的特性联系

好的电路规划在对二极管参数的挑选时,不只要考虑常温的参数,也要考虑在高低温环境下的一些骤变参数。

肖特基二极管的效果与特色

1.什么是肖特基二极管

肖特基二极管(肖特基势垒二极管):它是归于一种低功耗、超高速的半导体器材,其反向康复时刻极短(能够小到几纳秒)。正导游通压降仅0.4V左右。

2.肖特基二极管效果特性

肖特基二极管最大特色是正向压降 VF 比较小。在相同电流的情况下,它的正向压降要小许多。别的它的康复时刻短。其多用作高频、低压、大电流整流二极管(比方开关电源次极整流二极管),续流二极管、维护二极管,也有用在微波通讯等电路中作整流二极管、小信号检波二极管运用。在通讯电源、变频器等中比较常见。

肖特基二极管(SBD)的首要特色: 

1)正向压下降:因为肖特基势垒高度低于PN结势垒高度,故其正导游通门限电压和正向压降都比PN结二极管低(约低0.2V)。 

2)反向康复时刻快:因为SBD是一种大都载流子导电器材,不存在少量载流子寿数和反向康复问题。SBD的反向康复时刻仅仅肖特基势垒电容的充、放电时刻,彻底不同于PN结二极管的反向康复时刻。因为SBD的反向康复电荷十分少,故开关速度十分快,开关损耗也特别小,特别适合于高频运用。 

3)作业频率高:因为肖特基二极管中少量载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时刻常数约束,因此,它是高频和快速开关的抱负器材。其作业频率可达100GHz。  

4)反向耐压低:因为SBD的反向势垒较薄,而且在其外表极易发作击穿,所以反向击穿电压比较低。因为SBD比PN结二极管更简单受热击穿,反向漏电流比PN结二极管大。  

SBD的结构及特色使其适合于在低压、大电流输出场合用作高频整流,在十分高的频率下(如X波段、C波段、S波段和Ku波段)用于检波和混频,在高速逻辑电路中用作箝位。在IC中也常运用SBD,像SBDTTL集成电路早已成为TTL电路的干流,在高速计算机中被广泛选用。  

除了一般PN结二极管的特性参数之外,用于检波和混频的SBD电气参数还包含中频阻抗(指SBD施加额外本振功率时对指定中频所出现的阻抗,一般在200Ω~600Ω之间)、电压驻波比(一般≤2)和噪声系数等。

SBD的首要长处包含两个方面:

1)因为肖特基势垒高度低于PN结势垒高度,故其正导游通门限电压和正向压降都比PN结二极管低(约低0.2V)。

2)因为SBD是一种大都载流子导电器材,不存在少量载流子寿数和反向康复问题。SBD的反向康复时刻仅仅肖特基势垒电容的充、放电时刻,彻底不同于PN结二极管的反向康复时刻。因为SBD的反向康复电荷十分少,故开关速度十分快,开关损耗也特别小,特别适合于高频运用。可是,因为SBD的反向势垒较薄,而且在其外表极易发作击穿,所以反向击穿电压比较低。因为SBD比PN结二极管更简单受热击穿,反向漏电流比PN结二极管大。

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