硅二极管型号(硅二极管型号有哪些)
硅二极管典型值
6v太阳能板用于防逆流二极管可用05Z13X硅稳压二极管 Vz=12.4~13.1V,Pzm=500mW,
05Z15Y硅稳压二极管 Vz=14.4~15.15V,Pzm=500mW,
05Z18Y硅稳压二极管 Vz=17.55~18.45V,Pzm=500mW,
常用硅二极管型号
GeneralPurposeRectifiersDiodes普通整流二极管GRD1N4001W,1N4002W,1N4003W,1N4004W,1N4005W,1N4006W,1N4007W,S1AF,S1BF,S1DF,S1GF,S1JF,S1KF,S1MF,S2AF,S2BF,S2DF,S2GF,S2JF,S2KF,S2MF,S3AF,S3BF,S3DF,S3GF,S3JF,S3KF,S3MF,S2ABF,S2BBF,S2DBF,S2GBF,S2JBF,S2KBF,S2MBF,S3ABF,S3BBF,S3DBF,S3GBF,S3JBF,S3KBF,S3MBF,S5ABF,S5BBF,S5DBF,S5GBF,S5JBF,S5KBF,S5MBF,S1A,S1B,S1D,S1G,S1J,S1K,S1M,S2A,S2B,S2D,S2G,S2J,S2K,S2M,S2AB,S2BB,S2DB,S2GB,S2JB,S2KB,S2MB,S3AB,S3BB,S3DB,S3GB,S3JB,S3KB,S3MB,S3AC,S3BC,S3DC,S3GC,S3JC,S3KC,S3MC,S5AC,S5BC,S5DC,S5GC,S5JC,S5KC,S5MCFastRecoveryRectifierDiodes快恢复二极管,FRFR101W,FR102W,FR103W,FR104W,FR105W,FR106W,FR107W,RS1AF,RS1BF,RS1DF,RS1GF,RS1JF,RS1KF,RS1MF,RS2AF,RS2BF,RS2DF,RS2GF,RS2JF,RS2KF,RS2MF,RS3AF,RS3BF,RS3DF,RS3GF,RS3JF,RS3KF,RS3MF,RS2ABF,RS2BBF,RS2DBF,RS2GBF,RS2JBF,RS2KBF,RS2MBF,RS3ABF,RS3BBF,RS3DBF,RS3GBF,RS3JBF,RS3KBF,RS3MBF,RS5ABF,RS5BBF,RS5DBF,RS5GBF,RS5JBF,RS5KBF,RS5MBF,RS1A,RS1B,RS1D,RS1G,RS1J,RS1K,RS1M,RS2A,RS2B,RS2D,RS2G,RS2J,RS2K,RS2M,RS2AB,RS2BB,RS2DB,RS2GB,RS2JB,RS2KB,RS2MB,RS3AB,RS3BB,RS3DB,RS3GB,RS3JB,RS3KB,RS3MB,RS3AC,RS3BC,RS3DC,RS3GC,RS3JC,RS3KC,RS3MC,RS5AC,RS5BC,RS5DC,RS5GC,RS5JC,RS5KC,RS5MC,HighEfficiencyRectifierDiodes高效整流二极管,HERDUS1AW,US1BW,US1DW,US1GW,US1JW,US1KW,US1MW,US1AF,US1BF,US1DF,US1GF,US1JF,US1KF,US1MF,US2AF,US2BF,US2DF,US2GF,US2JF,US2KF,US2MF,US3AF,US3BF,US3DF,US3GF,US3JF,US3KF,US3MF,US2ABF,US2BBF,US2DBF,US2GBF,US2JBF,US2KBF,US2MBF,US3ABF,US3BBF,US3DBF,US3GBF,US3JBF,US3KBF,US3MBF,US5ABF,US5BBF,US5DBF,US5GBF,US5JBF,US5KBF,US5MBF,US1A,US1B,US1D,US1G,US1J,US1K,US1M,US2A,US2B,US2D,US2G,US2J,US2K,US2M,US2AB,US2BB,US2DB,US2GB,US2JB,US2KB,US2MB,US3AB,US3BB,US3DB,US3GB,US3JB,US3KB,US3MB,US3AC,US3BC,US3DC,US3GC,US3JC,US3KC,US3MC,US5AC,US5BC,US5DC,US5GC,US5JC,US5KC,US5MC,UltraFastRecoveryRectifierDiodes超快恢复二极管UFRES1AW,ES1BW,ES1DW,ES1GW,ES1JW,ES1AF,ES1BF,ES1DF,ES1GF,ES1JF,ES2AF,ES2BF,ES2DF,ES2GF,ES2JF,ES3AF,ES3BF,ES3DF,ES3GF,ES3JF,ES2ABF,ES2BBF,ES2DBF,ES2GBF,ES2JBF,ES3ABF,ES3BBF,ES3DBF,ES3GBF,ES3JBF,ES1A,ES1B,ES1D,ES1G,ES1J,ES2A,ES2B,ES2D,ES2G,ES2J,ES2AB,ES2BB,ES2DB,ES2GB,ES2JB,ES3AB,ES3BB,ES3DB,ES3GB,ES3JB,ES3AC,ES3BC,ES3DC,ES3GC,ES3JC,ES5AC,ES5BC,ES5DC,ES5GC,ES5JC,
硅二极管特性
二极管的类型二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”。由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。二极管种类很多,都有单向导电性能,不能说相互之间都可代替,只有符合开关二极管频率特性和开关损耗小的高频二极管才能代替开关二极管,具体运用时要仔细对照参数比较替用,所列举的二极管中,只有部分检波二极管能代替
硅二极管是pnp还是npn
二极管的类型二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”。由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。二极管种类很多,都有单向导电性能,不能说相互之间都可代替,只有符合开关二极管频率特性和开关损耗小的高频二极管才能代替开关二极管,具体运用时要仔细对照参数比较替用,所列举的二极管中,只有部分检波二极管能代替
硅二极管0.7v
国产的有2CP,2CZ,2CW后面带数字的多种型号的二极管,2CP是普通二极管,2CZ是整流二极管,2cw是稳压管,0.7V是二极管正向导通时二极管两端的电压。外国的就多了,什么IN4001~IN4007等,还有什么IN5401~IN5408还有很多的
硅二极管2cp10
导读: 二极管(Diode)算是半导体家族中的分立元器件中最简单的一类,其最明显的性质就是它的单向导电特性,就是说电流只能从一边过去,却不能从另一边过来(从正极流向负极)。本文从二极管的分类、命名方法,到常用二极管的特点及选用。也是模拟电路基础的,第一课内容。
一、基础知识
1、二极管的分类
二极管的种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管);按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
根据二极管的不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、肖特基二极管、发光二极管等。
(注:上图取自 采芯网)
2、二极管的型号命名方法
(1)按照国产半导体器件型号命名方法:二极管的型号命名由五个部分组成:主称、材料与极性、类别、序号和规格号(同一类产品的档次)。
(2)日本半导体器件命名型号由以下5部分组成:
第一部分:用数字表示半导体器件有效数目和类型;“1”表示二极管,“2”表示三极管。
第二部分:用“S”表示已在日本电子工业协会登记的半导体器件;
第三部分:用字母表示该器件使用材料、极性和类型;
第四部分:表示该器件在日本电子工业协会的登记号;
第五部分:表示同一型号的改进型产品。
3、几种常见二极管特点
(1)整流二极管
将交流电源整流成为直流电流的二极管叫作整流二极管,因结电容大,故工作频率低。
通常,IF在1安以上的二极管采用金属壳封装,以利于散热;IF在1安以下的采用全塑料封装。
(2)开关二极管
在脉冲数字电路中,用于接通和关断电路的二极管叫开关二极管,其特点是反向恢复时间短,能满足高频和超高频应用的需要。
开关二极管有接触型,平面型和扩散台面型几种,一般IF<500毫安的硅开关二极管,多采用全密封环氧树脂,陶瓷片状封装。
(3)稳压二极管
稳压二极管是由硅材料制成的面结合型晶体二极管,因为它能在电路中起稳压作用,故称为稳压二极管。
它是利用PN结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点,来达到稳压的目的。
(4)变容二极管
变容二极管是利用PN结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性电容元件,被广泛地用于参量放大器,电子调谐及倍频器等微波电路中。
变容二极管主要是通过结构设计及工艺等一系列途径来突出电容与电压的非线性关系,并提高Q值以适合应用。
(5)TVS二极管
TVS二极管(TransientVoltageSuppresser瞬态电压抑制器)是和被保护电路并联的,当瞬态电压超过电路的正常工作电压时,二极管发生雪崩,为瞬态电流提供通路,使内部电路免遭超额电压的击穿或超额电流的过热烧毁。
由于TVS二极管的结面积较大,使得它具有泄放瞬态大电流的优点,具有理想的保护作用。
二、二极管的参数选择
(1)额定正向工作电流
额定正向工作电流指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。
(2)最大浪涌电流
最大浪涌电流,是允许流过的过量正向电流,它不是正常电流,而是瞬间电流。其值通常是额定正向工作电流的20倍左右。
(3)最高反向工作电压
加在二极管两端的反向工作电压高到一定值时,管子将会击穿,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值。例如,lN4001二极管反向耐压为50V,lN4007的反向耐压为1000V。
(4)反向电流
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。反向电流越小,管子的单方向导电性能越好。
反向电流与温度密切相关,大约温度每升高10℃,反向电流增大一倍。
硅二极管比锗二极管在高温下具有较好的稳定性。
(5)反向恢复时间
从正向电压变成反向电压时,电流一般不能瞬时截止,要延迟一点点时间,这个时间就是反向恢复时间。它直接影响二极管的开关速度。
(6)最大功率
最大功率就是加在二极管两端的电压乘以流过的电流。这个极限参数对稳压二极管等显得特别。
(7)频率特性
由于结电容的存在,当频率高到某一程度时,容抗小到使PN结短路。导致二极管失去单向导电性,不能工作,PN结面积越大,结电容也越大,越不能在高频情况下工作。
2、不同二极管的选用
(1)检波二极管
检波二极管一般可选用点接触型锗二极管,选用时,应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管。
(2)整流二极管
整流二极管一般为平面型硅二极管,用于各种电源整流电路中。选用整流二极管时,主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管,对截止频率的反向恢复时间要求不高,只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。
(3)稳压二极管
稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护二极管。选用的稳压二极管,应满足应用电路中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与应用电路的基准电压值相同,稳压二极管的最大稳定电流应高于应用电路的最大负载电流50%左右。
(4)开关二极管
开关二极管主要应用于收录机、电视机、影碟机等家用电器及电子设备有开关电路、检波电路、高频脉冲整流电路等。
中速开关电路和检波电路,可以选用2AK系列普通开关二极管。高速开关电路可以选用RLS系列、1SS系列、1N系列、2CK系列的高速开关二极管。
要根据应用电路的主要参数(如正向电流、最高反向电压、反向恢复时间等)来选择开关二极管的具体型号。
(5)变容二极管
选用变容二极管时,应着重考虑其工作频率、最高反向工作电压、最大正向电流和零偏压结电容等参数是否符合应用电路的要求,应选用结电容变化大、高Q值、反向漏电流小的变容二极管。
3、TVS二极管选型
(1)最小击穿电压VBR和击穿电流IR。VBR是TVS最小的击穿电压,在25℃时,低于这个电压TVS是不会产生雪崩的。当TVS流过规定的1mA电流(IR)时,加于TVS两极的电压为其最小击穿电压VBR。按TVS的VBR与标准值的离散程度,可把VBR分为5%和10%两种。对于5%的VBR来说,VWM=0.85VBR;对于10%的VBR来说,VWM=0.81VBR。为了满足IEC61000-4-2国际标准,TVS二极管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的ESD冲击,部份半导体厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。对于某些有特殊要求的可携设备应用,设计者可以依需要挑选元件。
(2)最大反向漏电流ID和额定反向切断电压VWM。VWM是二极管在正常状态时可承受的电压,此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压,否则二极管会不断截止回路电压;但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近,这样才不会在TVS工作以前使整个回路面对过压威胁。当这个额定反向切断电压VWM加于TVS的两极间时它处于反向切断状态,流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。
(3)最大钳位电压VC和最大峰值脉冲电流IPP。当持续时间为20ms的脉冲峰值电流IPP流过TVS时,在其两端出现的最大峰值电压为VC。VC、IPP反映了TVS的突波抑制能力。VC与VBR之比称为钳位因子,一般在1.2~1.4之间。VC是二极管在截止状态提供的电压,也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压,它不能大于被保护回路的可承受极限电压,否则元件面临被损伤的危险。
(4)Pppm额定脉冲功率,这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。对于手持设备,一般来说500W的TVS就足够了。最大峰值脉冲功耗PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功耗值。在特定的最大钳位电压下,功耗PM越大,其突波电流的承受能力越大。在特定的功耗PM下,钳位电压VC越低,其突波电流的承受能力越大。另外,峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且,TVS所能承受的瞬态脉冲是不重覆的,元件规定的脉冲重覆频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%。如果电路内出现重覆性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,有可能损坏TVS。
(5)电容器量C。电容器量C是由TVS雪崩结截面决定的,是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS管的电流承受能力成正比,C太大将使讯号衰减。因此,C是数据介面电路选用TVS的重要参数。电容器对于数据/讯号频率越高的回路,二极管的电容器对电路的干扰越大,形成噪音或衰减讯号强度,因此需要根据回路的特性来决定所选元件的电容器范围。高频回路一般选择电容器应尽量小(如SAC(500W,50pF,±10%)、LCE(1.5KW,100pF)、低电容器TVS),而对电容器要求不高的回路电容器选择可高于40pF。
4、肖特基二极管与普通二极管的区别
硅管的初始导通压降是0.5V左右,正常导通压降是0.7V左右,在接近极限电流情况下导通压降是1V左右;锗管的初始导通压降是0.2V左右,正常导通压降是0.3V左右,在接近极限电流情况下导通压降是0.4V左右,肖特基二极管的初始导通压降是0.4V左右,正常导通压降是0.5V左右,在接近极限电流情况下导通压降是0.8V左右。
两种二极管都是单向导电,可用于整流场合。区别是普通硅二极管的耐压可以做得较高,但是它的恢复速度低,只能用在低频的整流上,如果是高频的就会因为无法快速恢复而发生反向漏电,最后导致管子严重发热烧毁;肖特基二极管的耐压能常较低,但是它的恢复速度快,可以用在高频场合,故开关电源采用此种二极管作为整流输出用,尽管如此,开关电源上的整流管温度还是很高的。
快恢复二极管是指反向恢复时间很短的二极管(5us以下),工艺上多采用掺金措施,结构上有采用PN结型结构,有的采用改进的PIN结构。其正向压降高于普通二极管(1-2V),反向耐压多在1200V以下。从性能上可分为快恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长,后者则在100纳秒以下。肖特基二极管是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管,简称肖特基二极管(SchottkyBarrierDiode),具有正向压降低(0.4--0.5V)、反向恢复时间很短(10-40纳秒),而且反向漏电流较大,耐压低,一般低于150V,多用于低电压场合。这两种管子通常用于开关电源。肖特基二极管和快恢复二极管区别:前者的恢复时间比后者小一百倍左右,前者的反向恢复时间大约为几纳秒~!前者的优点还有低功耗,大电流,超高速~!电气特性当然都是二极管阿~!快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件。
4、肖特基二极管与快恢复二极管的区别
肖特基二极管:
反向耐压值较低(一般小于150V),通态压降0.3-0.6V,小于10nS的反向恢复时间。它是有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。
其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓,多为N型半导体。这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的
PN结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达100GHz。并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。
快恢复二极管:有0.8-1.1V的正向导通压降,35-85nS的反向恢复时间,在导通和截止之间迅速转换,提高了器件的使用频率并改善了波形。快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的
扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.
目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件.
快恢复二极管FRD(FastRecoveryDiode)是近年来问世的新型半导体器件,具有开关特性好,反向恢复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点。超快恢复二极管SRD(SuperfastRecovery Diode),则是在快恢复二极管基础上发展而成的,其反向恢复时间trr值已接近于肖特基二极管的指标。它们可广泛用于开关电源、脉宽调制器(PWM)、不间断电源(UPS)、交流电动机变频调速(VVVF)、高频加热等装置中,作高频、大电流的续流二极管或整流管,是极有发展前途的电力、电子半导体器件。
肖特基二极管:反向耐压值较低(一般小于150V),通态压降0.3-0.6V,小于10nS的反向恢复时间。它是有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓,多为N型半导体。这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达100GHz。并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。
快恢复二极管:有0.8-1.1V的正向导通压降,35-85nS的反向恢复时间,在导通和截止之间迅速转换,提高了器件的使用频率并改善了波形。快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件.快恢复二极管FRD(FastRecoveryDiode)是近年来问世的新型半导体器件,具有开关特性好,反向恢复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点。超快恢复二极管SRD(SuperfastRecoveryDiode),则是在快恢复二极管基础上发展而成的,其反向恢复时间trr值已接近于肖特基二极管的指标。它们可广泛用于开关电源、脉宽调制器(PWM)、不间断电源(UPS)、交流电动机变频调速(VVVF)、高频加热等装置中,作高频、大电流的续流二极管或整流管,是极有发展前途的电力、电子半导体器件。
5、TVS二极管与ESD防护二极管的区别
TVS瞬态电压抑制
这里不论TV是如何产生的,比如直接或者间接的雷击,静电放电,大容量的负载投切等因素导致的浪涌.电压从几伏到几十千伏甚至更高.
ESD静电放电保护
其中主要应用是HBM 和 MM,简单说,就是人或者设备对器件放电(静电),但是器件不能损坏.
典型的HBMCLASS1C模型规定一个充电1000V-2000V的100pF的电容通过一个1500欧姆的电阻对器件放电.
MM模型要比人体模型能量大一些.电容是200pF,电压大概在200-400之间,不过没有串联电阻了.
典型的人体模型放电,峰值电流小于0.75A,时间150ns
典型的机器模型放电,峰值电流小于8A,时间5ns
典型的雷击浪涌(电力线入线处使用的TVS)峰值电流3000A,时间20us
TVS二极管和ESD防护二极管原理是一样的,但根据功率和封装来分就不一样.
ESD防护二极管和TVS比较的话,要看用在那些用途上,像ESD主要是用来防静电,防静电就要求电容值低,一般是1--3.5PF之间为最好.而TVS就做不到这一点,TVS的电容值比较高。
硅二极管参数表
国产的硅二极管有2CP,2CZ,2CW后面带数字的多种型号,2CP是普通二极管,2CZ是整流二极管,2cw是稳压管,0.6~0.7V是二极管正向导通时二极管两端压降。
国外的有1N4001~1N4007,还有1N5401~1N5408等。你可以根据你使用在电路中的电压与电流来选择不同型号的二极管。硅二极管 标识
1、1N4001硅整流二极管50V,1A,(Ir=5uA,Vf=1V,Ifs=50A),
2、1S1553硅开关二极管70V,100mA,300mW,3.5PF,300ma,
3、2AN1二极管5A,f=100KHz,
4、2CK100硅开关二极管40V,150mA,300mW,4nS,3PF,450ma,
5、2CN1A硅二极管400V,1A,f=100KHz,
6、2CP1553硅二极管Ir≤0.5uA,Vf≤1.4V,≤3.5PF。
硅二极管型号有哪些
二极管的参数解释
常规参数:正向压降、反向击穿电压、连续电流、反向漏电等;
交流参数:开关速度、反向恢复时间、截止频率、阻抗、结电容等;
极限参数:最大耗散功率、工作温度、存贮条件、最大整流电流等。
一、常规参数
正向导通压降
压降:二极管的电流流过负载以后相对于同一参考点的电势(电位)变化称为电压降,简称压降。
导通压降:二极管开始导通时对应的电压。
正向特性:在二极管外加正向电压时,在正向特性的起始部分,正向电压很小,不足以克服PN结内电场的阻挡作用,正向电流几乎为零。当正向电压大到足以克服PN结电场时,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。
反向特性:外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状态。反向电压增大到一定程度后,二极管反向击穿。
正向导通压降与导通电流的关系
在二极管两端加正向偏置电压时,其内部电场区域变窄,可以有较大的正向扩散电流通过PN结。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)以后,二极管才能真正导通。但二极管的导通压降是恒定不变的吗?它与正向扩散电流又存在什么样的关系?通过下图1的测试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关系测试,可得到如图2所示的曲线关系:正向导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定导通电流的压差虽仅为0.2V,但对于功率二极管来说它不仅影响效率也影响二极管的温升,所以在价格条件允许下,尽量选择导通压降小、额定工作电流较实际电流高一倍的二极管。
图1 二极管导通压降测试电路
图2 导通压降与导通电流关系
正向导通压降与环境的温度的关系
在我们开发产品的过程中,高低温环境对电子元器件的影响才是产品稳定工作的最大障碍。环境温度对绝大部分电子元器件的影响无疑是巨大的,二极管当然也不例外,在高低温环境下通过对SM360A的实测数据表1与图3的关系曲线可知道: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,却不影响二极管的稳定性,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℃时就必须降额使用。这也是为什么开关电源在某一个高温点需要降额使用的因素之一。
表 1 导通压降与导通电流测试数据
图3 导通压降与环境温度关系曲线
最大整流电流IF
是指二极管长期连续工作时,允许通过的最大正向平均电流值,其值与PN结面积及外部散热条件等有关。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141左右,锗管为90左右)时,就会使管芯过热而损坏。所以在规定散热条件下,二极管使用中不要超过二极管最大整流电流值。例如,常用的IN4001-4007型锗二极管的额定正向工作电流为1A。
最高反向工作电压Udrm
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50V,IN4007反向耐压为1000V。
反向电流Idrm
反向电流是指二极管在常温(25℃)和最高反向电压作用下,流过二极管的反向电流。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,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。
外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。
一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反向饱和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激发,少数载流子数目增加,反向饱和电流也随之增加。
二极管漏电流与反向电压的关系
在二极管两端加反向电压时,其内部电场区域变宽,有较少的漂移电流通过PN结,形成我们所说的漏电流。漏电流也是评估二极管性能的重要参数,二极管漏电流过大不仅使其自身温升高,对于功率电路来说也会影响其效率,不同反向电压下的漏电流是不同的,关系如图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忽略。
图4 反向电压与漏电流关系曲线
二极管漏电流与环境温度的关系
其实对二极管漏电流影响最大的还是环境温度,下图5是在额定反压下测试的关系曲线,从中可以看出: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定电流下达到125℃的两大因素之一,只有通过降额反向电压和正向导通电流才能降低二极管的工作温度。
图5 漏电流与环境温度关系曲线
电压温度系数αuz
αuz指温度每升高一摄氏度时的稳定电压的相对变化量。uz为6v左右的稳压二极管的温度稳定性较好
二、最大额定值 ——极限参数
最大反向峰值电压VRM
即使没有反向电流,只要不断地提高反向电压,迟早会使二极管损坏。这种能加上的反向电压,不是瞬时电压,而是反复加上的正反向电压。因给整流器加的是交流电压,它的最大值是规定的重要因子。
最大直流反向电压VR
上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压,VR是连续加直流电压时的值。用于直流电路,最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的。
最大浪涌电流Isurge
允许流过的过量的正向电流。它不是正常电流,而是瞬间电流,这个值相当大。
最大平均整流电流IO
在半波整流电路中,流过负载电阻的平均整流电流的最大值。这是设计时非常重要的值。
最大交流输入电压VI
在半波整流电路(电阻负荷)上加的正弦交流电压的有效值。这也是选择整流器时非常重要的参数。最大峰值正向电流IFM正向流过的最大电流值,这也是设计整流电路时的重要参数。
最大功率P
二极管中有电流流过,就会吸热,而使自身温度升高。最大功率P为功率的最大值。具体讲就是加在二极管两端的电压乘以流过的电流。这个极限参数对稳压二极管,可变电阻二极管显得特别重要。
反向电流IR
一般说来,二极管中没有反向电流流过,实际上,加一定的反向电压,总会有电流流过,这就是反向电流。不用说,好的二极管,反向电流较小。
反向恢复时间tre
指在规定的负载、正向电流及最大反向瞬态电压下的反向恢复时间。从正向电压变成反向电压时,理想情况是电流能瞬时截止,实际上,一般要延迟一点点时间。决定电流截止延时的量,就是反向恢复时间。虽然它直接影响二极管的开关速度,但不一定说这个值小就好。
IF—最大平均整流电流。 指二极管工作时允许通过的最大正向平均电流。该电流由PN结的结面积和散热条件决定。使用时应注意通过二极管的平均电流不能大于此值,并要满足散热条件。例如1N4000系列二极管的IF为1A。
VR—最大反向工作电压。 指二极管两端允许施加的最大反向电压。若大于此值,则反向电流(IR)剧增,二极管的单向导电性被破坏,从而引起反向击穿。通常取反向击穿电压(VB)的一半作为(VR)。例如1N4001的VR为50V,1N4007的VR为1OOOV.
IR—反向电流。 指二极管未击穿时反向电流值。温度对IR的影响很大。例如1N4000系列二极管在100°C条件IR应小于500uA;在25°C时IR应小于5uA。
VR—击穿电压。 指二极管反向伏安特性曲线急剧弯曲点的电压值。反向为软特性时,则指给定反向漏电流条件下的电压值。 三、交流参数
CO—零偏压电容。 指二极管两端电压为零时,扩散电容及结电容的容量之和。值得注意的,由于制造工艺的限制,即使同一型号的二极管其参数的离散性也很大。手册中给出的参数往往是一个范围,若测试条件改变,则相应的参数也会发生变化,例如在25°C时测得1N5200系列硅塑封整流二极管的IR小于1OuA,而在100°C时IR则变为小于500uA。
我们知道二极管具有容易从P型向N型半导体通过电流,而在相反方向不易通过的的特性。这两种特性合起来就产生了电容器的作用,即蓄积电荷的作用。蓄积有电荷,当然要放电。放电可以在任何方向进行。而二极管只在一个方向有电流流过这种说法,严格来说是不成立的。这种情况在高频时就明显表现出来。因此,二极管的极电容以小为好。
动态电阻Rd
二极管特性曲线静态工作点Q附近电压的变化与相应电流的变化量之比。
最高工作频率Fm
Fm是二极管工作的上限频率。因二极管与PN结一样,其结电容由势垒电容组成。所以Fm的值主要取决于PN结结电容的大小。若是超过此值。则单向导电性将受影响。
二极管反向恢复时间
如图6所示,二极管的反向恢复时间为电流通过零点由正向转换成反向,再由反向转换到规定低值的时间间隔,实际上是释放二极管在正向导通期间向PN结的扩散电容中储存的电荷。反向恢复时间决定了二极管能在多高频率的连续脉冲下做开关使用,如果反向脉冲的持续时间比反向恢复时间短,则二极管在正向、反向均可导通就起不到开关的作用。PN结中储存的电荷量与反向电压共同决定了反向恢复时间,而在高频脉冲下不但会使其损耗加重,也会引起较大的电磁干扰。所以知道二极管的反向恢复时间正确选择二极管和合理设计电路是必要的,选择二极管时应尽量选择PN结电容小、反向恢复时间短的,但大多数厂家都不提供该参数数据。
图6 二极管恢复时间示意图
部分内容整理自
1、《二极管鲜为人知的特性》作者:ZLG致远电子 来源:电子产品世界
2、《什么是二极管的压降和导通压降》百度文库
3、《二极管参数大全》百度知道
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