基本器件选型之二极管

big_gun

关于二极管类型曲线总结

最近由于工作了，疏于更新。由此也能看出，其实工作以后自己总结的内容和时间都会变少，所以希望大家珍惜在学校的时间和资源，将知识夯实，这样在工作中才能变得更主动。
我将对比的实际datasheet，整理一些二极管的类型和特性。

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! {- Z9 j' `5 O. a; h) u8 S首先不同二极管的原理图的区别在于那个表示PN结的直线或者折线，而这根线往往与二极管本身的曲线特性相关
. G6 `2 y9 y, f% V我可以举个简单的例子，比如TVS BV05C的伏安曲线特性如下图

是不是觉得和TVS 的原理图示意图一样。下图是稳压二极管的伏安特性，看起来是不是比TVS的伏安特性曲线更抖，有了这一步以后，我们去记忆二极管的伏安特性曲线更好记忆，画原理图也更容易理解。

二极管可以根据电路中的作用和结构进行区分。
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7 H- ^1 P' z& G一、普通二极管
  g' O0 [9 M; U0 s( K, \4 m8 O普通二极管主要是利用其正向导通，反向截止的特性，运用在电路中，对于大多数二极管的选型，都应该注意以下几点特性：
1、正向导通压降：管压降就其本质而言还是一个电阻，只是导通的时候电阻很小，不导通的时候接近无穷大，而导通时候的电阻会分担一定的电压，所以叫管压降。二极管低于该值不会导通，该值与二极管材料类型有关，比如 硅二极管（不发光类型）正向管压降0.7V，锗管正向管压降为0.3V，肖特基二极管为0.5v，发光二极管正向管压降会随不同发光颜色而不同。
" J& K  A9 _% K2、额定电流最大正向电流IF：额定电流IF指二极管长期运行时，根据运行温升折算出来的平均电流值。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。
而正向电流IF往往与正向电压VF息息相关，我们可以通过东芝的CF101MA二极管看到这颗料伏安特性的变化，当然温度也会影响该伏安特性曲线。
) v1 ^; E. u- ]: M2 t! m3、最大浪涌电流IFSM：运行流过的过量的正向电流。不是正常的电流，而是瞬间电流，这个值相当大。
( I9 P' I, }7 U1 F" L- N很明显可以看到二极管可以走过的最大浪涌电流，但是必须是短时间内，否则会被烧坏。
* D0 t" p2 W4 r# O8 H9 H( B- L# J7 O4、反向电流（漏电流）IR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。

8 F# V5 \& P5 z. t9 l# ?三、整流二极管
- {- w% x, Z- w) P- B' `# |整流二极管一般正向电流比较大，1A以上。多为平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中。在一些高压电流比较大的输入电源，如果需要防反二极管，也是用整流二极管。应用比较多的就是AC/DC。
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而整流二极管重要参数
1、最大平均整流电流IF上面已经提及，虽然叫法不一样但是原理都是一样的。指二极管长期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。
$ h! K, [7 R) W: }( @! W: H2、最高反向工作电压VR：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1000V。
! s4 `& M. U- s3、工作频率fm：它是二极管在正常情况下的工作频率。主要由PN结的结电容及扩散电容or反向恢复时间Trr决定，若工作频率超过fm，则二极管的单向导电性能将不能很好地体现。例如1N4000系列二极管的fm为3kHz。
1 s" l' f& @% M- X& V4、反向恢复时间Trr ：实际应用中的二极管，在电压突然反向时，二极管电流并不是很快减小到0，而是会有比较大的反向电流存在，这个反向电流降低到最大值的0.1倍所需的时间，就是反向恢复时间。
- p6 K2 h2 H* J& k+ d（如果结电容太大，工作频率高不了。因为频率越高，电容的阻抗越低，信号都从电容直接过去了，二极管失去了反向截止的作用。如果反向恢复时间太大，工作频率也高不了。因为频率越高，电压翻转越快，反偏之后反向电流还没恢复，电压又变了，二极管也失去了反向截止的作用。所以，总的来说，结电容和反向恢复时间，都会影响二极管的最高工作频率。具体由谁决定，那看谁的影响更大。）
, d! u: Q( J, B" n# N# K肖特基二极管的反向恢复时间很短，所以其工作频率由结电容决定。PN结二极管，其反向恢复时间的影响远大于结电容的影响，结电容一般也就几十pF，因此其最高工作频率由反向恢复时间决定。而与此同时，我们知道，肖特基二极管与PN结二极管相比，肖特基速度是最快的，可以工作在更高的频率。

5、结电容CT：二极管会存在寄生电容，这个电容主要就是结电容，这是简单的二极管模型。
datasheet中反向恢复时间和结电容。

四、稳压二极管
- ^$ ~: b9 K: }' H4 O稳压二极管又叫齐纳二极管，利用pn结反向击穿状态，其电流在很大范围内变化，但是电压不变的特性，起到稳压作用的二极管。

五 、快恢复二极管
: N9 ^9 A, r) N- [1 }! K8 ^: @, vFast Recovery Diode FRD（快速恢复二极管）快速恢复二极管的结构和功能与整流二极管相同。整流二极管用于500Hz以下的低频应用，而FRD则用于从几千赫兹到100kHz的高频开关。因此，二极管具有反向恢复时间（trr）很短的特性，这对高速开关非常重要。
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此外还有：肖特基二极管，检波二极管，开关二极管，可变电容二极管。
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