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    常用二極管的特點與選型

    發布時間:2020-09-24  瀏覽次數:
    二極管(Diode)算是半導體家族中的元老了,其最明顯的性質就是它的單向導電特性,就是說電流只能從一邊過去,卻不能從另一邊過來(從正極流向負極)。
    一、基礎知識
    1、二極管的分類
    二極管的種類有很多,按照所用的半導體材料,可分為鍺二極管(Ge管)和硅二極管(Si管);按照管芯結構,又可分為點接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。
    根據二極管的不同用途,可分為檢波二極管、整流二極管、穩壓二極管、開關二極管、肖特基二極管、發光二極管等。
    2、二極管的型號命名方法
    (1)按照國產半導體器件型號命名方法:二極管的型號命名由五個部分組成:主稱、材料與極性、類別、序號和規格號(同一類產品的檔次)。
    (2)日本半導體器件命名型號由以下5部分組成:
    第一部分:用數字表示半導體器件有效數目和類型;“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協會登記的半導體器件;
    第三部分:用字母表示該器件使用材料、極性和類型;
    第四部分:表示該器件在日本電子工業協會的登記號;
    第五部分:表示同一型號的改進型產品。
    3、幾種常見二極管特點
    (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)開關二極管
    在脈沖中,用于接通和關斷電路的二極管叫開關二極管,其特點是反向恢復時間短,能滿足高頻和超高頻應用的需要。
    開關二極管有接觸型,平面型和擴散臺面型幾種,一般 IF<500 毫安的硅開關二極管,多采用全密封環氧樹脂,陶瓷片狀封裝。
    (3)穩壓二極管
    穩壓二極管是由硅材料制成的面結合型晶體二極管,因為它能在電路中起穩壓作用,故稱為穩壓二極管。
    它是利用 PN 結反向擊穿時的電壓基本上不隨電流的變化而變化的特點,來達到穩壓的目的。
    (4)變容二極管
    變容二極管是利用 PN 結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,電子調諧及倍頻器等微波電路中。
    變容二極管主要是通過結構設計及工藝等一系列途徑來突出電容與電壓的非線性關系,并提高 Q 值以適合應用。
    (5)TVS二極管
    TVS二極管(Transient Voltage Suppresser 瞬態電壓抑制器)是和被保護電路并聯的,當瞬態電壓超過電路的正常工作電壓時,二極管發生雪崩,為瞬態電流提供通路,使內部電路免遭超額電壓的擊穿或超額電流的過熱燒毀。
    由于 TVS 二極管的結面積較大,使得它具有泄放瞬態大電流的優點,具有理想的保護作用。
    二、二極管的選用
    1、按主要參數選擇
    (1)額定正向工作電流
    額定正向工作電流指二極管長期連續工作時允許通過的最大正向電流值。
    (2)最大浪涌電流
    最大浪涌電流,是允許流過的過量正向電流,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)最高反向工作電壓
    加在二極管兩端的反向工作電壓高到一定值時,管子將會擊穿,失去單向導電能力。為了保證使用安全,規定了最高反向工作電值。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定的溫度和最高反向電壓作用下,流過二極管的反向電流。反向電流越小,管子的單方向導電性能越好。
    反向電流與溫度密切相關,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定性。
    (5)反向恢復時間
    從正向電壓變成反向電壓時,電流一般不能瞬時截止,要延遲一點點時間,這個時間就是反向恢復時間。它直接影響二極管的開關速度。
    (6)最大功率
    最大功率就是加在二極管兩端的電壓乘以流過的電流。這個極限參數對穩壓二極管等顯得特別。
    (7)頻率特性
    由于結電容的存在,當頻率高到某一程度時,容抗小到使 PN 結短路。導致二極管失去單向導電性,不能工作,PN 結面積越大,結電容也越大,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接觸型鍺二極管,選用時,應根據電路的具體要求來選擇工作頻率高、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,主要應考慮其最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢復時間等參數。普通串聯穩壓電源電路中使用的整流二極管,對截止頻率的反向恢復時間要求不高,只要根據電路的要求選擇最大整流電流和最大反向工作電流符合要求的整流二極管即可。
    (3)穩壓二極管
    穩壓二極管一般用在穩壓電源中作為基準電壓源或用在過電壓保護電路中作為保護二極管。選用的穩壓二極管,應滿足應用電路中主要參數的要求。穩壓二極管的穩定電壓值應與應用電路的基準電壓值相同,穩壓二極管的最大穩定電流應高于應用電路的最大負載電流50%左右。
    (4)開關二極管
    開關二極管主要應用于收錄機、電視機、影碟機等家用電器及電子設備有開關電路、檢波電路、高頻脈沖整流電路等。
    中速開關電路和檢波電路,可以選用2AK系列普通開關二極管。高速開關電路可以選用RLS系列、1SS系列、1N系列、2CK系列的高速開關二極管。
    要根據應用電路的主要參數(如正向電流、最高反向電壓、反向恢復時間等)來選擇開關二極管的具體型號。
    (5)變容二極管
    選用變容二極管時,應著重考慮其工作頻率、最高反向工作電壓、最大正向電流和零偏壓結電容等參數是否符合應用電路的要求,應選用結電容變化大、高Q值、反向漏電流小的變容二極管。
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