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二极管选型指南与基础知识

发布时间:

2024-05-17


导语

作为半导体元老级产品二极管,本文威尼斯从二极管的分类、命名方法,到常用二极管的特点及选用给大家做了详细的介绍;

根据材料的导电能力,威尼斯将形形色色的材料划分为导体、绝缘体和半导体。半导体是一种具有特殊性质的物质,它的导电能力介于导体和绝缘体之间,所以被称为半导体。常见的半导体材料有硅(Si)和锗(Ge)。

二极管(Diode)算是半导体家族中的元老了,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)。

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。

2、二极管的命名方式

(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)。

3、几种常见的二极管的特点

(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,陶瓷片状的封装。

(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到稳压作用,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(Transient Voltage Suppresser 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特点,具有理想的保护作用。

二、二极管的选用

1、按主要参数选择

(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。1N4001二极管反向耐压为50V,1N4007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,通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,电流一般不能顺时截止,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,结电容越大,越不能再高频情况下工作。

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,可以选用2AK系列普通开关二极管。高速开关电路可以选用PLS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。

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