常用二極管的特點與選型

根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，我們將形形色色的材料劃分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。半導(dǎo)體是一種具有特殊性質(zhì)的物質(zhì)，它的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，所以被稱為半導(dǎo)體。常見的半導(dǎo)體材料有硅(Si)和鍺(Ge)。

二極管(Diode)算是半導(dǎo)體家族中的元老了，其最明顯的性質(zhì)就是它的單向?qū)щ娞匦?，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(fù)極)。

一、基礎(chǔ)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(dǎo)體材料，可分為鍺二極管(Ge管)和硅二極管(Si管);按照管芯結(jié)構(gòu)，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(jù)二極管的不同用途，可分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、肖特基二極管、發(fā)光二極管等。

2、二極管的型號命名方法

(1)按照國產(chǎn)半導(dǎo)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(guī)格號(同一類產(chǎn)品的檔次)。

(2)日本半導(dǎo)體器件命名型號由以下5部分組成：

第一部分：用數(shù)字表示半導(dǎo)體器件有效數(shù)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(yè)協(xié)會登記的半導(dǎo)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(yè)協(xié)會的登記號;

第五部分：表示同一型號的改進(jìn)型產(chǎn)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(jié)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(guān)二極管

在脈沖中，用于接通和關(guān)斷電路的二極管叫開關(guān)二極管，其特點是反向恢復(fù)時間短，能滿足高頻和超高頻應(yīng)用的需要。

開關(guān)二極管有接觸型，平面型和擴散臺面型幾種，一般 IF500 毫安的硅開關(guān)二極管，多采用全密封環(huán)氧樹脂，陶瓷片狀封裝。

(3)穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管是由硅材料制成的面結(jié)合型晶體二極管，因為它能在電路中起穩(wěn)壓作用，故稱為穩(wěn)壓二極管。

它是利用 PN 結(jié)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(dá)到穩(wěn)壓的目的。

(4)變?nèi)荻O管

變?nèi)荻O管是利用 PN 結(jié)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(diào)諧及倍頻器等微波電路中。

變?nèi)荻O管主要是通過結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝等一系列途徑來突出電容與電壓的非線性關(guān)系，并提高 Q 值以適合應(yīng)用。

(5)TVS二極管

TVS二極管(Transient Voltage Suppresser 瞬態(tài)電壓抑制器)是和被保護(hù)電路并聯(lián)的，當(dāng)瞬態(tài)電壓超過電路的正常工作電壓時，二極管發(fā)生雪崩，為瞬態(tài)電流提供通路，使內(nèi)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(jié)面積較大，使得它具有泄放瞬態(tài)大電流的優(yōu)點，具有理想的保護(hù)作用。

二、二極管的選用

1、按主要參數(shù)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(xù)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?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全，規(guī)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(guī)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?qū)щ娦阅茉胶谩?/p>

反向電流與溫度密切相關(guān)，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(wěn)定性。

(5)反向恢復(fù)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(fù)時間。它直接影響二極管的開關(guān)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(shù)對穩(wěn)壓二極管等顯得特別。

(7)頻率特性

由于結(jié)電容的存在，當(dāng)頻率高到某一程度時，容抗小到使 PN 結(jié)短路。導(dǎo)致二極管失去單向?qū)щ娦?，不能工作，PN 結(jié)面積越大，結(jié)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(yīng)根據(jù)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(yīng)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(fù)時間等參數(shù)。普通串聯(lián)穩(wěn)壓電源電路中使用的整流二極管，對截止頻率的反向恢復(fù)時間要求不高，只要根據(jù)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(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管一般用在穩(wěn)壓電源中作為基準(zhǔn)電壓源或用在過電壓保護(hù)電路中作為保護(hù)二極管。選用的穩(wěn)壓二極管，應(yīng)滿足應(yīng)用電路中主要參數(shù)的要求。穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值應(yīng)與應(yīng)用電路的基準(zhǔn)電壓值相同，穩(wěn)壓二極管的最大穩(wěn)定電流應(yīng)高于應(yīng)用電路的最大負(fù)載電流50%左右。

(4)開關(guān)二極管

開關(guān)二極管主要應(yīng)用于收錄機、電視機、影碟機等家用電器及電子設(shè)備有開關(guān)電路、檢波電路、高頻脈沖整流電路等。

中速開關(guān)電路和檢波電路，可以選用2AK系列普通開關(guān)二極管。高速開關(guān)電路可以選用RLS系列、1SS系列、1N系列、2CK系列的高速開關(guān)二極管。

要根據(jù)應(yīng)用電路的主要參數(shù)(如正向電流、最高反向電壓、反向恢復(fù)時間等)來選擇開關(guān)二極管的具體型號。

(5)變?nèi)荻O管

選用變?nèi)荻O管時，應(yīng)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(jié)電容等參數(shù)是否符合應(yīng)用電路的要求，應(yīng)選用結(jié)電容變化大、高Q值、反向漏電流小的變?nèi)荻O管。