二极管的特性与分类


二极管是一种只允许电流单一方向流过且具有两个电极的器件,许多使用的是应用其具有整流的功能。从材料方面,现在从各个方面考虑大多都选用硅二极管

一.二极管选择与使用时应该注意的问题

1.注意电路中不能处理的反向恢复特性

二极管使用成为问题的特性是正向电压和反向恢复特性。反向恢复特性是二极管导通时剩余的载流电子在器截至时不能瞬迅速消失引起的。反向耐压为60V以下SSD其反向恢复时间一般很小,可以忽略。

硅二极管的反向恢复电流要比锗二极管的小得多,一般硅二极管的反向恢复电流时nA级,锗二极管的反向恢复电流时mA级反向恢复特性与正向电压不同,即使在电路上采取措施也很难处理,设计时,要选择与要求规格相称的反向恢复特性二极管。

2. PN结二极管正向压降的大致值

PN结二极管的正向压降一般为0.6V。不过,一般不同材料的略有差距,一般硅二极管的门限电压为0.5-0.7V,锗二极管的门限电压为0.1-0.3V。

二.二极管的主要性能指标

1.额定正向工作电流(IF)

  是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流,因为电流通过时会导致管芯发热,温度上升,温度超过允许温度限度(硅管为140左右,锗管为90左右),就会使管芯过热而损坏。所以,二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流。例如,常用的锗型二极管IN4001-IN4007的额定正向电流为1A。

2.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,规定了最高反向电压。例如IN4001的反向耐压为50V,IN4007的反向耐压为1000V。

3.反向电流(Idrm)

是指二极管在规定的温度下和最高的反向电压,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越好。反向电流与温度也有密切相关,大约温度每升高10摄氏度,反向电流增加1倍。例如2API型锗二极管,在25摄氏度时,反向电流为250uA;当温度升高到50摄氏度时,反向电流升高到500uA;在75摄氏度时,它的反向电流上升到8mA,此时,不仅使二极管失去了单向导电性,而且会使二极管过热而损坏。硅二极管比锗二极挂在高温下会有更好的稳定性。

4.最大稳定电流

最大浪涌电流,是允许通过的正向最大的过量电流,它不是正向电流,而是瞬态电流,其值通常是额定正向电流工作的20倍左右。

5.反向恢复电流

从正向电压变成反向电压时,电流一般不会瞬态截止,要延迟一点的时间,这个时间就是反向恢复时间,它直接印象二极管的工作速度。

6.最大功率

最大功率就是夹在二极管两端的电压乘以流过的电流,这个参数对稳压二极管显的特别重要。

7.最高工作频率(Fm)

Fm是二极管工作频率的上限 ,Fm主要取决于二极管结电容的大小,若超过此指,则会影响二极管的单向到导电性。

三.二极管的分类

1.按照用途分类

按照用途分类,二极管可以分为检波二极管、限幅二极管、整流二极管、肖特基二极管、瞬态电压抑制器。

(1)肖特基二极管

肖特基二极管是以发明人肖特基博士(Schottky)的名字命名的,从构造上肖特基二极管是利用金属-半导体作为肖特基势垒,一般二极管是以半导体-半导体产生PN接触面;从导通压降上来看,一般二极管的导通压降为0.7-1.3V,而肖特基二极管的导通压降只有0.15-0.45V,这极大地提高了系统的效率;肖特基二极管与一般二极管的最大差异在于反向恢复时间,一般二极管的反向恢复时间大概是几百纳秒,高速二极管的恢复时间大概在一百纳秒以下,肖特基二极管的恢复时间大概是几十ps,这点时间是可以忽略不计的,快恢复特性使系统减小了EMI干扰并且提高了系统的效率。但是肖特基二极管也有一些缺点,比如:能承受的反向偏压较低,一般低于200V,不过现在貌似已近有上千伏的出现,反向漏电流较大,受温度的影响也比较大。所以适用于低功耗、高频的应用场合。

更多的特性可以参考以下网址:http://www.21ic.com/app/opto/201610/690032.htm

应用:肖特基二极管可以用在低压、大电流的整流、续流畅场合。

肖特基二极管的主要型号:

封装SMA:SS12、SS13、SS14、SS15、SS16、SS24、SS25、SS26、SS34、SS35、SS36

封装SMB:SS24、SS25、SS26、SS34、SS35、SS36M7、SB240-SR260、SR2100、SR340-SR360、SR3100、SR540-SR560、SR5100、1N4007、1N5819

详细资料: http://www.t262.com/read/60598.html

(2) 快恢复二极管

快恢复二极管具有开关特性好、反向恢复时间短、正向电流大等特性。可作高频、大电流的整流、续流二极管、在开关电源、脉宽调制器、不间断电源等电子设备中得到广泛的应用。

(3)瞬态电压抑制器TVS

瞬态电压抑制其TVS为一种固态二极管,用于电路的ESD(防静电)保护。TVS是和被保护的电路并联的,当瞬态电压超过电路中的正常电压范围时,二极管发生雪崩为瞬态电压提供通路,使内部电路免遭超额电压的击穿。

PS: TVS 与压敏电阻的作用类似,压敏电阻最高可达70KA,TVS最高可达20KA,但是在反应速度上压敏电阻是ns级别的,TVS是ps级别的;

更多资料见:http://blog.csdn.net/anhuihbo/article/details/7612194

(4)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,它是利用PN结反向击穿时电压基本不随电流变化的特点,来达到稳压的目的,因为它在电路中起到稳压的目的,故称之为稳压二极管。

(5)整流二极管

整流二极管的特性是工作频率低,允许通过的正向电流比较大、反向击穿电压高、允许的工作的温度高。整流二极管的作用是将交流变为直流。国产的整流二极管有2ZD系列,进口的二极管有IN4001、IN5401等系列。

(6)发光二极管

磷化镓、磷砷化镓材料制成,体积小、正向驱动发光。工作电压低、工作电流小。发光均匀、寿命长,可发红、黄、绿单色光。


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