導(dǎo)讀： 二極管（Diode）算是半導(dǎo)體家族中的分立元器件中最簡(jiǎn)單的一類(lèi)，其最明顯的性質(zhì)就是它的單向?qū)щ娞匦?，就是說(shuō)電流只能從一邊過(guò)去，卻不能從另一邊過(guò)來(lái)(從正極流向負(fù)極)。本文從二極管的分類(lèi)、命名方法，到常用二極管的特點(diǎn)及選用。也是模擬電路基礎(chǔ)的，[敏感詞]課內(nèi)容。

一、基礎(chǔ)知識(shí)

1、二極管的分類(lèi)

二極管的種類(lèi)有很多，按照所用的半導(dǎo)體材料，可分為鍺二極管（Ge管）和硅二極管（Si管）；按照管芯結(jié)構(gòu)，又可分為點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。

根據(jù)二極管的不同用途，可分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管、肖特基二極管、發(fā)光二極管等。

（注：上圖取自  采芯網(wǎng)）

2、二極管的型號(hào)命名方法

（1）按照國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體器件型號(hào)命名方法：二極管的型號(hào)命名由五個(gè)部分組成：主稱(chēng)、材料與極性、類(lèi)別、序號(hào)和規(guī)格號(hào)（同一類(lèi)產(chǎn)品的檔次）。

（2）日本半導(dǎo)體器件命名型號(hào)由以下5部分組成：

[敏感詞]部分：用數(shù)字表示半導(dǎo)體器件有效數(shù)目和類(lèi)型；“1”表示二極管，“2”表示三極管。

第二部分：用“S”表示已在日本電子工業(yè)協(xié)會(huì)登記的半導(dǎo)體器件；

第三部分：用字母表示該器件使用材料、極性和類(lèi)型；

第四部分：表示該器件在日本電子工業(yè)協(xié)會(huì)的登記號(hào)；

第五部分：表示同一型號(hào)的改進(jìn)型產(chǎn)品。

3、幾種常見(jiàn)二極管特點(diǎn)

（1）整流二極管

將交流電源整流成為直流電流的二極管叫作整流二極管，因結(jié)電容大，故工作頻率低。

通常，IF 在 1 安以上的二極管采用金屬殼封裝，以利于散熱；IF 在 1 安以下的采用全塑料封裝。

（2）開(kāi)關(guān)二極管

在脈沖數(shù)字電路中，用于接通和關(guān)斷電路的二極管叫開(kāi)關(guān)二極管，其特點(diǎn)是反向恢復(fù)時(shí)間短，能滿(mǎn)足高頻和超高頻應(yīng)用的需要。

開(kāi)關(guān)二極管有接觸型，平面型和擴(kuò)散臺(tái)面型幾種，一般 IF＜500 毫安的硅開(kāi)關(guān)二極管，多采用全密封環(huán)氧樹(shù)脂，陶瓷片狀封裝。

（3）穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管是由硅材料制成的面結(jié)合型晶體二極管，因?yàn)樗茉陔娐分衅鸱€(wěn)壓作用，故稱(chēng)為穩(wěn)壓二極管。

它是利用 PN 結(jié)反向擊穿時(shí)的電壓基本上不隨電流的變化而變化的特點(diǎn)，來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓的目的。

（4）變?nèi)荻O管

變?nèi)荻O管是利用 PN 結(jié)的電容隨外加偏壓而變化這一特性制成的非線性電容元件，被廣泛地用于參量放大器，電子調(diào)諧及倍頻器等微波電路中。

變?nèi)荻O管主要是通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝等一系列途徑來(lái)突出電容與電壓的非線性關(guān)系，并提高 Q 值以適合應(yīng)用。

（5）TVS二極管

TVS二極管（Transient Voltage Suppresser 瞬態(tài)電壓抑制器）是和被保護(hù)電路并聯(lián)的，當(dāng)瞬態(tài)電壓超過(guò)電路的正常工作電壓時(shí)，二極管發(fā)生雪崩，為瞬態(tài)電流提供通路，使內(nèi)部電路免遭超額電壓的擊穿或超額電流的過(guò)熱燒毀。

由于 TVS 二極管的結(jié)面積較大，使得它具有泄放瞬態(tài)大電流的優(yōu)點(diǎn)，具有理想的保護(hù)作用。

二、二極管的參數(shù)選擇

（1）額定正向工作電流

額定正向工作電流指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)允許通過(guò)的[敏感詞]正向電流值。

（2）[敏感詞]浪涌電流

[敏感詞]浪涌電流，是允許流過(guò)的過(guò)量正向電流，它不是正常電流，而是瞬間電流。其值通常是額定正向工作電流的20倍左右。

（3）[敏感詞]反向工作電壓

加在二極管兩端的反向工作電壓高到一定值時(shí)，管子將會(huì)擊穿，失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全，規(guī)定了[敏感詞]反向工作電值。例如，lN4001二極管反向耐壓為50V，lN4007的反向耐壓為1000V。

（4）反向電流

反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和[敏感詞]反向電壓作用下，流過(guò)二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶谩?/span>

反向電流與溫度密切相關(guān)，大約溫度每升高10℃，反向電流增大一倍。

硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。

（5）反向恢復(fù)時(shí)間

從正向電壓變成反向電壓時(shí)，電流一般不能瞬時(shí)截止，要延遲一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是反向恢復(fù)時(shí)間。它直接影響二極管的開(kāi)關(guān)速度。

（6）[敏感詞]功率

[敏感詞]功率就是加在二極管兩端的電壓乘以流過(guò)的電流。這個(gè)極限參數(shù)對(duì)穩(wěn)壓二極管等顯得特別。

（7）頻率特性

由于結(jié)電容的存在，當(dāng)頻率高到某一程度時(shí)，容抗小到使 PN 結(jié)短路。導(dǎo)致二極管失去單向?qū)щ娦裕荒芄ぷ?，PN 結(jié)面積越大，結(jié)電容也越大，越不能在高頻情況下工作。

2、不同二極管的選用

（1）檢波二極管

檢波二極管一般可選用點(diǎn)接觸型鍺二極管，選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)電路的具體要求來(lái)選擇工作頻率高、反向電流小、正向電流足夠大的檢波二極管。

（2）整流二極管

整流二極管一般為平面型硅二極管，用于各種電源整流電路中。選用整流二極管時(shí)，主要應(yīng)考慮其[敏感詞]整流電流、[敏感詞]反向工作電流、截止頻率及反向恢復(fù)時(shí)間等參數(shù)。普通串聯(lián)穩(wěn)壓電源電路中使用的整流二極管，對(duì)截止頻率的反向恢復(fù)時(shí)間要求不高，只要根據(jù)電路的要求選擇[敏感詞]整流電流和[敏感詞]反向工作電流符合要求的整流二極管即可。

（3）穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管一般用在穩(wěn)壓電源中作為基準(zhǔn)電壓源或用在過(guò)電壓保護(hù)電路中作為保護(hù)二極管。選用的穩(wěn)壓二極管，應(yīng)滿(mǎn)足應(yīng)用電路中主要參數(shù)的要求。穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值應(yīng)與應(yīng)用電路的基準(zhǔn)電壓值相同，穩(wěn)壓二極管的[敏感詞]穩(wěn)定電流應(yīng)高于應(yīng)用電路的[敏感詞]負(fù)載電流50％左右。

（4）開(kāi)關(guān)二極管

開(kāi)關(guān)二極管主要應(yīng)用于收錄機(jī)、電視機(jī)、影碟機(jī)等家用電器及電子設(shè)備有開(kāi)關(guān)電路、檢波電路、高頻脈沖整流電路等。

中速開(kāi)關(guān)電路和檢波電路，可以選用2AK系列普通開(kāi)關(guān)二極管。高速開(kāi)關(guān)電路可以選用RLS系列、1SS系列、1N系列、2CK系列的高速開(kāi)關(guān)二極管。

要根據(jù)應(yīng)用電路的主要參數(shù)（如正向電流、[敏感詞]反向電壓、反向恢復(fù)時(shí)間等）來(lái)選擇開(kāi)關(guān)二極管的具體型號(hào)。

（5）變?nèi)荻O管

選用變?nèi)荻O管時(shí)，應(yīng)著重考慮其工作頻率、[敏感詞]反向工作電壓、[敏感詞]正向電流和零偏壓結(jié)電容等參數(shù)是否符合應(yīng)用電路的要求，應(yīng)選用結(jié)電容變化大、高Q值、反向漏電流小的變?nèi)荻O管。

3、TVS二極管選型

（1）最小擊穿電壓VBR和擊穿電流I R 。VBR是TVS最小的擊穿電壓，在25℃時(shí)，低于這個(gè)電壓TVS是不會(huì)產(chǎn)生雪崩的。當(dāng)TVS流過(guò)規(guī)定的1mA電流（IR ）時(shí)，加于TVS兩極的電壓為其最小擊穿電壓V BR 。按TVS的VBR與標(biāo)準(zhǔn)值的離散程度，可把VBR分為5％和10％兩種。對(duì)于5％的VBR來(lái)說(shuō)，VWM =0.85VBR；對(duì)于10％的VBR來(lái)說(shuō)，V WM =0.81VBR。為了滿(mǎn)足IEC61000-4-2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，TVS二極管必須達(dá)到可以處理最小8kV（接觸）和15kV（空氣）的ESD沖擊，部份半導(dǎo)體廠商在自己的產(chǎn)品上使用了更高的抗沖擊標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于某些有特殊要求的可攜設(shè)備應(yīng)用，設(shè)計(jì)者可以依需要挑選元件。

（2）[敏感詞]反向漏電流ID和額定反向切斷電壓VWM。VWM是二極管在正常狀態(tài)時(shí)可承受的電壓，此電壓應(yīng)大于或等于被保護(hù)電路的正常工作電壓，否則二極管會(huì)不斷截止回路電壓；但它又需要盡量與被保護(hù)回路的正常工作電壓接近，這樣才不會(huì)在TVS工作以前使整個(gè)回路面對(duì)過(guò)壓威脅。當(dāng)這個(gè)額定反向切斷電壓VWM加于TVS的兩極間時(shí)它處于反向切斷狀態(tài)，流過(guò)它的電流應(yīng)小于或等于其[敏感詞]反向漏電流ID。

（3）[敏感詞]鉗位電壓VC和[敏感詞]峰值脈沖電流I PP 。當(dāng)持續(xù)時(shí)間為20ms的脈沖峰值電流IPP流過(guò)TVS時(shí)，在其兩端出現(xiàn)的[敏感詞]峰值電壓為VC。V C 、IPP反映了TVS的突波抑制能力。VC與VBR之比稱(chēng)為鉗位因子，一般在1.2~1.4之間。VC是二極管在截止?fàn)顟B(tài)提供的電壓，也就是在ESD沖擊狀態(tài)時(shí)通過(guò)TVS的電壓，它不能大于被保護(hù)回路的可承受極限電壓，否則元件面臨被損傷的危險(xiǎn)。

（4）Pppm額定脈沖功率，這是基于[敏感詞]截止電壓和此時(shí)的峰值脈沖電流。對(duì)于手持設(shè)備，一般來(lái)說(shuō)500W的TVS就足夠了。[敏感詞]峰值脈沖功耗PM是TVS能承受的[敏感詞]峰值脈沖功耗值。在特定的[敏感詞]鉗位電壓下，功耗PM越大，其突波電流的承受能力越大。在特定的功耗PM下，鉗位電壓VC越低，其突波電流的承受能力越大。另外，峰值脈沖功耗還與脈沖波形、持續(xù)時(shí)間和環(huán)境溫度有關(guān)。而且，TVS所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重覆的，元件規(guī)定的脈沖重覆頻率（持續(xù)時(shí)間與間歇時(shí)間之比）為0.01％。如果電路內(nèi)出現(xiàn)重覆性脈沖，應(yīng)考慮脈沖功率的累積，有可能損壞TVS。

（5）電容器量C。電容器量C是由TVS雪崩結(jié)截面決定的，是在特定的1MHz頻率下測(cè)得的。C的大小與TVS管的電流承受能力成正比，C太大將使訊號(hào)衰減。因此，C是數(shù)據(jù)介面電路選用TVS的重要參數(shù)。電容器對(duì)于數(shù)據(jù)/訊號(hào)頻率越高的回路，二極管的電容器對(duì)電路的干擾越大，形成噪音或衰減訊號(hào)強(qiáng)度，因此需要根據(jù)回路的特性來(lái)決定所選元件的電容器范圍。高頻回路一般選擇電容器應(yīng)盡量小（如SAC（500W，50pF，±10%）、LCE（1.5KW，100pF）、低電容器TVS），而對(duì)電容器要求不高的回路電容器選擇可高于40pF。

4、肖特基二極管與普通二極管的區(qū)別

硅管的初始導(dǎo)通壓降是0.5V左右，正常導(dǎo)通壓降是0.7V左右，在接近極限電流情況下導(dǎo)通壓降是1V左右；
鍺管的初始導(dǎo)通壓降是0.2V左右，正常導(dǎo)通壓降是0.3V左右，在接近極限電流情況下導(dǎo)通壓降是0.4V左右，
肖特基二極管的初始導(dǎo)通壓降是0.4V左右，正常導(dǎo)通壓降是0.5V左右，在接近極限電流情況下導(dǎo)通壓降是0.8V左右。

兩種二極管都是單向?qū)щ姡捎糜谡鲌?chǎng)合。區(qū)別是普通硅二極管的耐壓可以做得較高，但是它的恢復(fù)速度低，只能用在低頻的整流上，如果是高頻的就會(huì)因?yàn)闊o(wú)法快速恢復(fù)而發(fā)生反向漏電，最后導(dǎo)致管子嚴(yán)重發(fā)熱燒毀;肖特基二極管的耐壓能常較低，但是它的恢復(fù)速度快，可以用在高頻場(chǎng)合，故開(kāi)關(guān)電源采用此種二極管作為整流輸出用，盡管如此，開(kāi)關(guān)電源上的整流管溫度還是很高的。

快恢復(fù)二極管是指反向恢復(fù)時(shí)間很短的二極管(5us以下)，工藝上多采用摻金措施，結(jié)構(gòu)上有采用PN結(jié)型結(jié)構(gòu)，有的采用改進(jìn)的PIN結(jié)構(gòu)。其正向壓降高于普通二極管(1-2V)，反向耐壓多在1200V以下。從性能上可分為快恢復(fù)和超快恢復(fù)兩個(gè)等級(jí)。前者反向恢復(fù)時(shí)間為數(shù)百納秒或更長(zhǎng)，后者則在100納秒以下。肖特基二極管是以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢(shì)壘為基礎(chǔ)的二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)肖特基二極管(Schottky Barrier Diode)，具有正向壓降低(0.4--0.5V)、反向恢復(fù)時(shí)間很短(10-40納秒)，而且反向漏電流較大，耐壓低，一般低于150V，多用于低電壓場(chǎng)合。這兩種管子通常用于開(kāi)關(guān)電源。肖特基二極管和快恢復(fù)二極管區(qū)別：前者的恢復(fù)時(shí)間比后者小一百倍左右，前者的反向恢復(fù)時(shí)間大約為幾納秒~! 前者的優(yōu)點(diǎn)還有低功耗，大電流，超高速~!電氣特性當(dāng)然都是二極管阿~!快恢復(fù)二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴(kuò)散等工藝,可獲得較高的開(kāi)關(guān)速度,同時(shí)也能得到較高的耐壓.目前快恢復(fù)二極管主要應(yīng)用在逆變電源中做整流元件。

4、肖特基二極管與快恢復(fù)二極管的區(qū)別

肖特基二極管：

反向耐壓值較低(一般小于150V)，通態(tài)壓降0.3-0.6V，小于10nS的反向恢復(fù)時(shí)間。它是有肖特基特性的“金屬半導(dǎo)體結(jié)”的二極管。其正向起始電壓較低。

其金屬層除材料外，還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導(dǎo)體材料采用硅或砷化鎵，多為N型半導(dǎo)體。這種器件是由多數(shù)載流子導(dǎo)電的，所以，其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導(dǎo)電的

PN結(jié)大得多。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)甚微，所以其頻率響僅為RC時(shí)間常數(shù)限制，因而，它是高頻和快速開(kāi)關(guān)的理想器件。其工作頻率可達(dá)100GHz。并且，MIS（金屬－絕緣體－半導(dǎo)體）肖特基二極管可以用來(lái)制作太陽(yáng)能電池或發(fā)光二極管。

快恢復(fù)二極管：有0.8-1.1V的正向?qū)▔航担?5-85nS的反向恢復(fù)時(shí)間，在導(dǎo)通和截止之間迅速轉(zhuǎn)換，提高了器件的使用頻率并改善了波形?？旎謴?fù)二極管在制造工藝上采用摻金,單純的

擴(kuò)散等工藝,可獲得較高的開(kāi)關(guān)速度,同時(shí)也能得到較高的耐壓.

目前快恢復(fù)二極管主要應(yīng)用在逆變電源中做整流元件. 

快恢復(fù)二極管FRD（Fast Recovery Diode）是近年來(lái)問(wèn)世的新型半導(dǎo)體器件，具有開(kāi)關(guān)特性好，反向恢復(fù)時(shí)間短、正向電流大、體積小、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。超快恢復(fù)二極管SRD（Superfast Recovery Diode），則是在快恢復(fù)二極管基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，其反向恢復(fù)時(shí)間trr值已接近于肖特基二極管的指標(biāo)。它們可廣泛用于開(kāi)關(guān)電源、脈寬調(diào)制器（PWM）、不間斷電源（UPS）、交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速（VVVF）、高頻加熱等裝置中，作高頻、大電流的續(xù)流二極管或整流管，是極有發(fā)展前途的電力、電子半導(dǎo)體器件。

肖特基二極管：反向耐壓值較低(一般小于 150V)，通態(tài)壓降 0.3-0.6V，小于 10nS 的反向恢復(fù) 時(shí)間。它是有肖特基特性的“金屬半導(dǎo)體結(jié)”的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外， 還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導(dǎo)體材料采用硅或砷化鎵，多為 N 型半導(dǎo)體。這種器件是由多數(shù)載流子導(dǎo)電的，所以，其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導(dǎo)電的 PN 結(jié)大得多。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)甚微，所以其頻率響僅為 RC 時(shí)間常數(shù)限制，因而，它是高頻和快速開(kāi)關(guān)的理想器件。其工作頻率可達(dá) 100GHz。并且，MIS（金屬－絕緣體－半導(dǎo)體）肖特基二極管可以用來(lái)制作太陽(yáng)能電池或發(fā)光二極管。 

快恢復(fù)二極管：有 0.8-1.1V 的正向?qū)▔航担?5-85nS 的反向恢復(fù)時(shí)間，在導(dǎo)通和截止之間 迅速轉(zhuǎn)換，提高了器件的使用頻率并改善了波形。快恢復(fù)二極管在制造工藝上采用摻金,單純的 擴(kuò)散等工藝,可獲得較高的開(kāi)關(guān)速度,同時(shí)也能得到較高的耐壓.目前快恢復(fù)二極管主要應(yīng)用在逆 變電源中做整流元件. 快恢復(fù)二極管 FRD（Fast Recovery Diode）是近年來(lái)問(wèn)世的新型半導(dǎo)體器件，具有開(kāi)關(guān)特性 好，反向恢復(fù)時(shí)間短、正向電流大、體積小、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。超快恢復(fù)二極管 SRD（Superfast Recovery Diode），則是在快恢復(fù)二極管基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，其反向恢復(fù)時(shí)間 trr 值已接近于肖特 基二極管的指標(biāo)。它們可廣泛用于開(kāi)關(guān)電源、脈寬調(diào)制器（PWM）、不間斷電源（UPS）、交流 電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速（VVVF）、高頻加熱等裝置中，作高頻、大電流的續(xù)流二極管或整流管，是極 有發(fā)展前途的電力、電子半導(dǎo)體器件。

5、TVS二極管與ESD防護(hù)二極管的區(qū)別

TVS瞬態(tài)電壓抑制
這里不論TV是如何產(chǎn)生的,比如直接或者間接的雷擊,靜電放電,大容量的負(fù)載投切等因素導(dǎo)致的浪涌.電壓從幾伏到幾十千伏甚至更高. 
ESD靜電放電保護(hù) 
其中主要應(yīng)用是HBM 和 MM,簡(jiǎn)單說(shuō),就是人或者設(shè)備對(duì)器件放電(靜電),但是器件不能損壞. 

典型的HBM CLASS 1C模型規(guī)定一個(gè)充電1000V-2000V的100pF的電容通過(guò)一個(gè)1500歐姆的電阻對(duì)器件放電. 
MM模型要比人體模型能量大一些.電容是200pF,電壓大概在200-400之間,不過(guò)沒(méi)有串聯(lián)電阻了. 
典型的人體模型放電,峰值電流小于0.75A,時(shí)間150ns 
典型的機(jī)器模型放電,峰值電流小于8A,時(shí)間5ns 
典型的雷擊浪涌(電力線入線處使用的TVS)峰值電流3000A,時(shí)間20us

TVS二極管和ESD防護(hù)二極管原理是一樣的,但根據(jù)功率和封裝來(lái)分就不一樣. 
ESD防護(hù)二極管和TVS比較的話,要看用在那些用途上,像ESD主要是用來(lái)防靜電,防靜電就要求電容值低,一般是1--3.5PF之間為[敏感詞].而TVS就做不到這一點(diǎn),TVS的電容值比較高。

選型關(guān)鍵要素

1、正向?qū)▔航?/strong>

壓降：二極管的電流流過(guò)負(fù)載以后相對(duì)于同一參考點(diǎn)的電勢(shì)（電位）變化稱(chēng)為電壓降，簡(jiǎn)稱(chēng)壓降。

導(dǎo)通壓降：二極管開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓。

正向特性：在二極管外加正向電壓時(shí)，在正向特性的起始部分，正向電壓很小，不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的阻擋作用，正向電流幾乎為零。當(dāng)正向電壓大到足以克服PN結(jié)電場(chǎng)時(shí)，二極管正向?qū)ǎ娏麟S電壓增大而迅速上升。

反向特性：外加反向電壓不超過(guò)一定范圍時(shí)，通過(guò)二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)所形成反向電流。由于反向電流很小，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。反向電壓增大到一定程度后，二極管反向擊穿。

正向?qū)▔航蹬c導(dǎo)通電流的關(guān)系

　　在二極管兩端加正向偏置電壓時(shí)，其內(nèi)部電場(chǎng)區(qū)域變窄，可以有較大的正向擴(kuò)散電流通過(guò)PN結(jié)。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值(這一數(shù)值稱(chēng)為“門(mén)檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V)以后，二極管才能真正導(dǎo)通。但二極管的導(dǎo)通壓降是恒定不變的嗎?它與正向擴(kuò)散電流又存在什么樣的關(guān)系?通過(guò)下圖1的測(cè)試電路在常溫下對(duì)型號(hào)為SM360A的二極管進(jìn)行導(dǎo)通電流與導(dǎo)通壓降的關(guān)系測(cè)試，可得到如圖2所示的曲線關(guān)系：正向?qū)▔航蹬c導(dǎo)通電流成正比，其浮動(dòng)壓差為0.2V。從輕載導(dǎo)通電流到額定導(dǎo)通電流的壓差雖僅為0.2V，但對(duì)于功率二極管來(lái)說(shuō)它不僅影響效率也影響二極管的溫升，所以在價(jià)格條件允許下，盡量選擇導(dǎo)通壓降小、額定工作電流較實(shí)際電流高一倍的二極管。

　　圖1 二極管導(dǎo)通壓降測(cè)試電路

　　圖2 導(dǎo)通壓降與導(dǎo)通電流關(guān)系

正向?qū)▔航蹬c環(huán)境的溫度的關(guān)系

　　在我們開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的過(guò)程中，高低溫環(huán)境對(duì)電子元器件的影響才是產(chǎn)品穩(wěn)定工作的[敏感詞]障礙。環(huán)境溫度對(duì)絕大部分電子元器件的影響無(wú)疑是巨大的，二極管當(dāng)然也不例外，在高低溫環(huán)境下通過(guò)對(duì)SM360A的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表1與圖3的關(guān)系曲線可知道：二極管的導(dǎo)通壓降與環(huán)境溫度成反比。在環(huán)境溫度為-45℃時(shí)雖導(dǎo)通壓降[敏感詞]，卻不影響二極管的穩(wěn)定性，但在環(huán)境溫度為75℃時(shí)，外殼溫度卻已超過(guò)了數(shù)據(jù)手冊(cè)給出的125℃，則該二極管在75℃時(shí)就必須降額使用。這也是為什么開(kāi)關(guān)電源在某一個(gè)高溫點(diǎn)需要降額使用的因素之一。

　　表 1 導(dǎo)通壓降與導(dǎo)通電流測(cè)試數(shù)據(jù)

　　圖3 導(dǎo)通壓降與環(huán)境溫度關(guān)系曲線

2、額定電流、[敏感詞]正向電流IF

額定電流IF指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，根據(jù)運(yùn)行溫升折算出來(lái)的平均電流值。目前[敏感詞]功率整流二極管的IF值可達(dá)1000A。

是指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)，允許通過(guò)的[敏感詞]正向平均電流值，其值與PN結(jié)面積及外部散熱條件等有關(guān)。因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)管子時(shí)會(huì)使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過(guò)容許限度（硅管為141左右，鍺管為90左右）時(shí)，就會(huì)使管芯過(guò)熱而損壞。所以在規(guī)定散熱條件下，二極管使用中不要超過(guò)二極管[敏感詞]整流電流值。例如，常用的IN4001－4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。

3、 [敏感詞]平均整流電流Io

[敏感詞]平均整流電流IO：在半波整流電路中，流過(guò)負(fù)載電阻的平均整流電流的[敏感詞]值。折算設(shè)計(jì)時(shí)非常重要的值。

4、[敏感詞]浪涌電流IFSM

運(yùn)行流過(guò)的過(guò)量的正向電流。不是正常的電流，而是瞬間電流，這個(gè)值相當(dāng)大。

5、[敏感詞]反向峰值電壓VRM

即使沒(méi)有反向電流，只要不斷地提高反向電壓，遲早會(huì)使二極管損壞。這種能加上的反向電壓，不是瞬時(shí)電壓，而是反復(fù)加上的正反向電壓。因給整流器加的是交流電壓，它的[敏感詞]值是規(guī)定的重要因子。[敏感詞]反向峰值電壓VRM指為避免擊穿所能加的[敏感詞]反向電壓。目前[敏感詞]的VRM值可達(dá)幾千伏。

6、 [敏感詞]反向電壓VR

上述[敏感詞]反向峰值電壓是反復(fù)加上的峰值電壓，VR是連續(xù)加直流電壓的值。用于直流電流，[敏感詞]直流反向電壓對(duì)于確定允許值和上限值是很重要的。

 

7、[敏感詞]工作頻率fM

由于PN結(jié)的結(jié)電容存在，當(dāng)工作頻率超過(guò)某一值時(shí)，它的單向?qū)щ娦詫⒆儾?。點(diǎn)接觸式二極管的fM值較高，在100MHz以上；整流二極管的fM較低，一般不高于幾千Hz。

8、 反向恢復(fù)時(shí)間Trr

當(dāng)正向工作電壓從正向電壓變成反向電壓時(shí)，二極管工作的理想情況是電流能瞬時(shí)截止。實(shí)際上，一般要延遲一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間。決定電流截止延時(shí)的量，就是反向恢復(fù)時(shí)間。

9、 [敏感詞]功率P

二極管中有電流流過(guò)，就會(huì)吸熱，而使自身溫度升高。[敏感詞]功率P為功率的[敏感詞]值。具體講就是加載二極管兩端的電壓乘以流過(guò)的電流。這個(gè)極限參數(shù)對(duì)穩(wěn)壓二極管，可變電阻二極管顯得特別重要。

10、 反向飽和漏電流IR

指在二極管兩端加入反向電壓時(shí)，流過(guò)二極管的電流，該電流與半導(dǎo)體材料和溫度有關(guān)。在常溫下，硅管的IR為nA（10-9A）級(jí)，鍺管的IR為mA（10-6A）級(jí)

11、降額（結(jié)溫降額）

降額可以提高產(chǎn)品可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，根據(jù)溫度降低10℃壽命增加一倍的理論，下面列出了不同額定結(jié)溫的管子最小降額結(jié)溫?cái)?shù)據(jù)。

表1  二極管降額

額定值TjM	125℃	150℃	175℃	200℃
降額后可使用的TjM	110℃	135℃	160℃	185℃

12、安規(guī)

在選型階段應(yīng)該考慮到器件是否通過(guò)了安規(guī)認(rèn)證，主要應(yīng)該考慮功率器件。一般為各國(guó)廣泛接受的安規(guī)認(rèn)證類(lèi)型有UL（北美）、CSA（加拿大）、TUV（德國(guó)）、VDE等

13、可靠性設(shè)計(jì)

正確選用器件及器件周邊的線路設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)和熱設(shè)計(jì)等來(lái)控制器件在整機(jī)中的工作條件，防止各種不適當(dāng)?shù)膽?yīng)力或者操作給器件帶來(lái)?yè)p傷，從而[敏感詞]限度地發(fā)揮器件的固有可靠性。

14、容差設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)單板時(shí)，應(yīng)放寬器件的參數(shù)允許變化的范圍（包括制造容差、溫度漂移、時(shí)間漂移），以保證器件的參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，單板能正常工作。

15、禁止選用封裝

禁止選用軸向插裝的二極管封裝、禁止選用Open-junction二極管。

O/J是OPEN JUNCTION的晶圓擴(kuò)散工藝，在晶圓擴(kuò)散后切片成晶粒，晶粒的邊緣是粗糙的，電性能不穩(wěn)定，需要用混合酸（主要成分為氫氟酸）洗掉邊緣，然后包以硅膠并封裝成型，可信賴(lài)性較差。

GPP是Glassivation passivation parts的縮寫(xiě)，是玻璃鈍化類(lèi)器件的統(tǒng)稱(chēng)，該產(chǎn)品就是在現(xiàn)有產(chǎn)品普通硅整流擴(kuò)散片的基礎(chǔ)上對(duì)擬分割的管芯P/N結(jié)面四周燒制一層玻璃，玻璃與單晶硅有很好的結(jié)合特性，使P/N結(jié)獲得[敏感詞]的保護(hù)，免受外界環(huán)境的侵?jǐn)_，提高器件的穩(wěn)定性，可信賴(lài)性[敏感詞]。

 

O/J的散熱性沒(méi)有GPP的好，兩者本質(zhì)結(jié)構(gòu)截然不同:O/J芯片需要經(jīng)過(guò)酸洗后加銅片焊接配合硅膠封裝，內(nèi)部結(jié)構(gòu)上顯得比GPP的大；GPP芯片造的整流橋免去了酸洗、上硅膠等步驟，直接與整流橋的銅連接片焊接。內(nèi)部結(jié)構(gòu)顯的比O/J芯片制造而成的小。才造成直觀的、習(xí)慣性的誤解。

 

GPP芯片和OJ芯片的綜合評(píng)價(jià)

　　1、GPP芯片在wafer階段即完成玻璃鈍化，并可實(shí)施VR的probe testing，而OJ芯片只有在制得成品后測(cè)試VR。

　　2、VRM為1000V的GPP芯片，通常從P+面開(kāi)槽和進(jìn)行玻璃鈍化，臺(tái)面呈負(fù)斜角結(jié)構(gòu)(表面電場(chǎng)強(qiáng)度高于體內(nèi))，而OJ芯片的切割不存在斜角。 

　　3、GPP芯片的玻璃鈍化分布在pn結(jié)部分區(qū)域(不像GPRC芯片對(duì)整個(gè)斷面實(shí)施玻璃鈍化，而OJ芯片對(duì)整個(gè)斷面施加硅橡膠保護(hù)。

　　4、GPP芯片由于機(jī)械切割的原因留下切割損傷層，而OJ芯片的切割損傷層可經(jīng)化學(xué)腐蝕去除掉。

　　5、GPP芯片采用特殊高溫熔融無(wú)機(jī)玻璃膜鈍化，Tjm及HTIR穩(wěn)定性高于用有機(jī)硅橡膠保護(hù)的OJ制品。 

　　6、GPP芯片適合小型化、薄型化、LLP封裝，而OJ芯片適合引出線封裝。

在制作工藝上的區(qū)別。 

　?。?）OJ的芯片必須經(jīng)過(guò)焊接、酸洗、鈍化、上白膠、成型固化烘烤等步驟,其電性（反向電壓）與封裝酸洗工藝密切相關(guān)，常規(guī)封裝形式為插件式

　　（2）而GPP在芯片片制造工藝中已包含酸洗、鈍化。其電性由芯片片直接決定。常見(jiàn)封狀形式為貼片式

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