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二极管鲜为人知的特性关系

2022-01-14 10:13分类:电子元器件 阅读:

 

大家都明白在挑选二极管时,关键看它的正指导通损耗、反方向抗压、反方向泄露电流等。但人们却非常少了解其在不一样电流量、不一样反方向工作电压、不一样工作温度下的相互关系是什么样的,在控制电路中了解这种关联对挑选适合的二极管看起来极其重要,尤其是在输出功率电源电路中。

二极管不为人知的性能关联

1、?正指导通损耗与通断交流电的关联?

在二极管两边加正方向偏置电压时,其內部静电场地区变小,能够 有很大的正方向蔓延电流量根据PN结。仅有当正方向工作电压超过某一标值(这一标值称之为“门坎工作电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)之后,二极管才可以真真正正通断。但二极管的通断损耗是稳定不会改变的吗?它与正方向蔓延电流量又具有怎样的关联?根据下面的图1的检测电源电路在常温对型号规格为SM360A的二极管开展通断电流量与通断损耗的关联检测,可获得如图2所显示的线条关联:正指导通损耗与通断电流量正相关,其波动压力差为0.2V。从负载通断电流量到额定值通断交流电的压力差虽仅为0.2V,但针对输出功率二极管而言它不但危害高效率也危害二极管的升温,因此 在价钱标准容许下,尽可能选用通断损耗小、额定值工作中电流量较真实电流量高一倍的二极管。

二极管鲜为人知的特性关系

2、?正指导通损耗与自然环境的环境温度的关联?

在大家开发产品的环节中,高低温试验自然环境对电子元件的危害才算是商品稳定工作的最大的阻碍。工作温度对大多数电子元件的危害显然是不可估量的,二极管自然都不除外,在高低温试验条件下利用对SM360A的评测数据分析表1与图3的关联曲线图可了解:二极管的通断损耗与工作温度反比。在工作温度为-45℃时虽通断损耗较大 ,却不危害二极管的可靠性,但在工作温度为75℃时,机壳溫度却已超出了数据信息指南得出的125℃,则该二极管在75℃时就务必调额应用。这也是为什么开关电源电路在某一个高溫点必须调额应用的要素之一。

表1?通断损耗与通断电流量数据测试

二极管鲜为人知的特性关系

3、二极管泄露电流与反方向工作电压的关联?

在二极管两边加反方向工作电压时,其內部静电场地区变大,有较少的飘移电流量根据PN结,产生大家常说的泄露电流。泄露电流也是评定二极管特性的主要主要参数,二极管泄露电流过大不但使其本身温高,针对输出功率电源电路而言也会危害其高效率,不一样反方向工作电压下的泄露电流是不一样的,关联如图4所显示:反方向工作电压愈大,泄露电流越大,在常温状态肖特基管的泄露电流可忽视。??

4、二极管泄露电流与工作温度的关联?

实际上 对二极管泄露电流危害较大 的或是工作温度。在额定值反压下检测的关联曲线图,从这当中能够看得出:溫度越高,泄露电流越大。在75℃后成平行线升高,该点的泄露电流是造成二极管机壳在额定电压下做到125℃的2大要素之一,仅有根据调额反方向工作电压和正指导通电流量才可以减少二极管的操作温度。

5、二极管反向恢复時间?

如图所示6所显示,二极管的反向恢复時间为电流量根据零点由正方向转化成反方向,再由反方向变换到要求低值易耗的间隔时间,事实上是释放出来二极管在正指导通期内向PN结的扩散电容中存放的正电荷。反向恢复時间确定了二极管能在多高频的持续单脉冲下做电源开关应用,假如反方向单脉冲的延迟时间比反向恢复时间较短,则二极管在正方向、反方向均可微通就起不上电源开关的功效。PN结中存放的点电荷与反方向工作电压一同选择了反向恢复時间,而在高频率单脉冲下不仅会使其耗损加剧,也会造成很大的干扰信号。因此 了解二极管的反向恢复時间恰当挑选二极管和有效设计方案电源电路是必不可少的,挑选二极管时要尽可能挑选PN结电容器小、反向恢复时间较短的,但大部分生产厂家也不给予该主要参数数据信息。

6、二极管反方向工作电压裕量的作用?

大家都了解二极管有一个反方向穿透的極限工作电压,绝大部分的二极管生产商都没把它载入数据信息指南,但在绝大多数状况下为了更好地降低成本不太可能将二极管反方向抗压调额到50%上下应用,那麼反方向工作电压裕量是不是充足,这对分析该二极管反方向抗压应降是多少额应用比较安全性是有一定实际意义的。从下表格中可看得出,反方向工作电压的裕量并并不像在网上常说的那么是额定值反压的2~3倍。?

膝点反方向工作电压为泄露电流基因突变时的方向工作电压点。(二极管在常温下某工作电压点一下,其泄露电流忽然一下扩大了几十上千倍,比如:SM360A二极管在78V时泄露电流为20μA,但在79V时泄露电流为2?mA,79V即是膝点反方向工作电压)膝点反方向工作电压尽管未使二极管彻底穿透,但却比较严重影响到了二极管的常规应用。而在高溫下泄露电流更易基因突变,这时的膝点反方向工作电压就更低。因此 一个二极管的方向工作电压应降额值为多大才比较准确有效,更需要从材料的应用工作温度和具体采用的通断电流量来检测膝点反方向工作电压值,随后再去明确裕量降额值。

二极管鲜为人知的特性关系

好的电路原理在对二极管参数的选用时,不但要考虑到常温下的主要参数,也需要考虑到在高低温试验条件下的一些基因突变主要参数。

肖特基二极管的功效与特性

1.什么叫肖特基二极管

肖特基二极管(肖特基势垒二极管):它是归属于一种功耗低、快速的半导体元器件,其反向恢复時间非常短(能够 小到几纳秒)。正指导通损耗仅0.4V上下。

2.肖特基二极管作用特点

肖特基二极管较大 优点是正方向损耗 VF 较为小。在一样电流量的情形下,它的顺向损耗要小很多。此外它的修复时间较短。其多作为高频率、低电压、大电流量整流二极管(例如开关电源电路次极整流二极管),续流二极管、维护二极管,也有效在卫星通信等电源电路中作整流二极管、小数据信号检波二极管应用。在通信电源、变频调速器等中非常普遍。

肖特基二极管(SBD)的主要特点:?

1)正方向压减少:因为肖特基势垒高宽比小于PN结势垒高度,所以正指导通幅值电流和正方向损耗都比PN结二极管低(约低0.2V)。?

2)反向恢复時间快:因为SBD是一种大部分自由电子导电性元器件,不会有少部分自由电子使用寿命和反向恢复难题。SBD的反向恢复時间仅仅肖特基势垒电容器的充、充放电時间,彻底有别于PN结二极管的反向恢复時间。因为SBD的反向恢复正电荷很少,故电源开关速率特别快,开关损耗也尤其小,特别是在适用于高频率运用。?

3)输出功率高:因为肖特基二极管中极少数自由电子的存储效用微乎其微,因此 其頻率响仅为RC稳态值限定,因此,它是高频率和快速开关的理想化元器件。其输出功率可以达到100GHz。??

4)反方向抗压低:因为SBD的反方向能隙较薄,而且在其表层非常容易产生穿透,因此 反方向击穿电压较为低。因为SBD比PN结二极管更易于受击穿,反方向泄露电流比PN结二极管大。??

SBD的构造及特性使其适用于在低电压、大电流量輸出场所作为高频率整流器,在十分高的次数下(如X波段、C波段、S股票波段和Ku波段)用以检波和混频,在快速时序逻辑电路中作为箝位。在IC中也常应用SBD,像SBDTTL集成电路芯片早就变成 TTL电路的流行,在快速电脑中被普遍选用。??

除开一般PN结二极管的性能主要参数以外,用以检波和混频的SBD电气设备主要参数还包含高频特性阻抗(指SBD增加额定值本振效率时对特定高频所出现的特性阻抗,一般在200Ω~600Ω中间)、工作电压回损(一般≤2)和噪声系数等。

SBD的具体优势包含2个层面:

1)因为肖特基势垒高宽比小于PN结势垒高度,所以正指导通幅值电流和正方向损耗都比PN结二极管低(约低0.2V)。

2)因为SBD是一种大部分自由电子导电性元器件,不会有少部分自由电子使用寿命和反向恢复难题。SBD的反向恢复時间仅仅肖特基势垒电容器的充、充放电時间,彻底有别于PN结二极管的反向恢复時间。因为SBD的反向恢复正电荷很少,故电源开关速率特别快,开关损耗也尤其小,特别是在适用于高频率运用。可是,因为SBD的反方向能隙较薄,而且在其表层非常容易产生穿透,因此 反方向击穿电压较为低。因为SBD比PN结二极管更易于受击穿,反方向泄露电流比PN结二极管大。

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