壓降:二(èr)極管的電流流過負載以後相對於同一參(cān)考點的電(diàn)勢(電位)變化稱為電壓降,簡稱壓降。
導通壓降:二極管開始導通時對應的電壓。
正向特性:在(zài)二極管外加正向電壓時,在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以(yǐ)克(kè)服PN結內電場的阻擋作用,正向電流幾乎為零。當正向電壓大到(dào)足以克服PN結電場時,二(èr)極管正向導通,電流隨電壓增大而迅速上升。
反向特(tè)性:外加反向電壓不超過一定範圍時,通(tōng)過二極管的電流是少數載流子漂移(yí)運動(dòng)所形成反向電(diàn)流。由於反向電流很小,二極管處於截止狀(zhuàng)態。反向電壓(yā)增大到(dào)一定(dìng)程度後,二極管反向擊穿。
在二極管(guǎn)兩端加正向偏置電壓時,其內部電場區域變窄,可以有較大的正向擴(kuò)散電流(liú)通過PN結。隻有當正向電壓(yā)達到某一數值(這一數值稱為“門(mén)檻電壓”,鍺管約為0.2V,矽管約(yuē)為0.6V)以後,二極管才能真正導通(tōng)。但二極管的導通壓(yā)降是恒定不變的嗎?它與正向擴散電流又存在什麽樣的關係?通過下圖1的測試電路在常溫下對型號為SM360A的二極管進行導通電流與導通(tōng)壓降的關係測試,可得到(dào)如(rú)圖2所示的(de)曲線關係:正向(xiàng)導通壓降與(yǔ)導通電流成正比,其(qí)浮動壓差為0.2V。從輕(qīng)載導通(tōng)電流到額定導通電(diàn)流的壓差雖僅為(wéi)0.2V,但對於功率二極管來說它不僅影響效(xiào)率也影(yǐng)響二極(jí)管的溫升,所以在價格條件允(yǔn)許下,盡(jìn)量選擇導通壓降小、額(é)定工作電流較實際電流高一倍的二極管。
在我們開發產品的過(guò)程中,高低溫環境對電子元器件的(de)影響才是產品穩定(dìng)工作的最大障(zhàng)礙。環境溫度對絕大部分電子元器件的影響無疑是巨大的,二極管當(dāng)然也不例外,在高低(dī)溫環境下通過對(duì)SM360A的實測數據表1與圖3的關係曲線可知道:二極管(guǎn)的導通壓降(jiàng)與環(huán)境溫度成反比(bǐ)。在環境溫度(dù)為-45℃時(shí)雖導通壓(yā)降最大(dà),卻不影響二極管的穩(wěn)定性,但在環境溫度為75℃時(shí),外殼溫度卻(què)已超過了(le)數據手冊給出的125℃,則該二(èr)極管在75℃時就必須(xū)降額使用。這也是為什麽開關電源在某(mǒu)一個(gè)高溫點需要降額使用的因素之一。
額定電流IF指二極管長期運行(háng)時,根據運行溫升折算出來的平均電流值(zhí)。目前最大(dà)功率整流(liú)二極管的(de)IF值可達1000A。
是指二極管長期連續工作時,允許通過的(de)最(zuì)大正向平均(jun1)電流(liú)值,其值與PN結麵積及外部散(sàn)熱條件等有關。因為電流通過管子時會使管芯(xīn)發熱,溫度上升,溫度超過容許限度(矽管為141左右,鍺管為90左右)時,就會使管芯過熱而損(sǔn)壞(huài)。所以在規定(dìng)散熱條件下,二極(jí)管使用中不要(yào)超(chāo)過二極(jí)管最大整流電流值。例如,常用(yòng)的IN4001-4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。
最大平均整流電流IO:在半波整流電路中,流過負載電阻的平(píng)均整流電流的最大(dà)值。折算設計時非常重(chóng)要的值。
運行流過的過量的正向電(diàn)流。不是(shì)正常的電流,而是瞬間電(diàn)流,這個值相當大。
即使沒有反向電流,隻要不斷地提高反向電壓,遲早會使二極(jí)管損壞。這種能加上的反向電壓,不是瞬時電壓(yā),而是反(fǎn)複加上的正反向電壓。因給整流器加的是交流電壓,它的最大值是規定的重要因(yīn)子。最大反向峰值電壓VRM指為避免擊穿所能加的最大反向電壓。目前最高的VRM值可達幾千伏
上述最(zuì)大反向峰值電壓(yā)是反複(fù)加上的峰值電壓,VR是連續加直流(liú)電壓的值。用於直流電流(liú),最(zuì)大直流反向電壓對於確定允(yǔn)許值(zhí)和上限值是很重要的。
由於PN結的結電容存在,當工作頻率(lǜ)超過某一值時,它的(de)單向導電性將變差。點接觸式二極管的fM值較高,在100MHz以上;整流(liú)二極管的fM較低,一般不高於幾千Hz。
當(dāng)正向工作電壓(yā)從正向電壓變成反向電壓時,二極管(guǎn)工作(zuò)的理想情況是電流能瞬(shùn)時截止。實際上,一般要延遲一點點時間。決定電(diàn)流截止(zhǐ)延時的量,就是反向恢複時(shí)間。
二極管中有電流流過,就會吸(xī)熱,而使自身溫度升高。最大功率P為功率的最大值。具體講就是加載(zǎi)二極管兩端的電壓乘以流過的電流。這個極限參數對(duì)穩壓二極管,可變(biàn)電阻二極管顯得(dé)特(tè)別重要。
指在二極管(guǎn)兩端加入反向電壓(yā)時,流過二極管的電流,該電(diàn)流與半導體(tǐ)材料和溫度有關。在常溫(wēn)下,矽(guī)管的IR為nA(10-9A)級,鍺管的IR為mA(10-6A)級
降額可以提高產品(pǐn)可靠性,延長使用壽命,根據溫度降低10℃壽命增加一倍的理論,下麵列出(chū)了不同額定結溫的管(guǎn)子最小降額(é)結溫數據。
額定值TjM | 125℃ | 150℃ | 175℃ | 200℃ |
降額後可使用的TjM | 110℃ | 135℃ | 160℃ | 185℃ |