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二极管选型的15个关jian要素,你知道几个?

2022-11-30

1

正向导通压降


压降:二极管的电流流过负载以后相对于统一参考点的电势(电位)转变称为电压降,简称压降。


导通压降:二极管开shi导通时对应的电压。


正向特征:在二极管外加正向电压时,在正向特征的起shi部门,正向电压很小,不足以战胜PN结内电chang的阻挡作用,正向电流险些为零。当正向电压大到足以战胜PN结电chang时,二极管正向导通,电流随电压zeng大而迅速上升。


反向特征:外加反向电压不凌驾一定规模时,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。艽τ谧柚棺刺。反向电压zeng大到一定水平后,二极管反向击穿。


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正向导通压降与导通电流的关系


在二极管两头加正向偏置电压时,其内部电chang区域变窄,可以有较大的正向扩散电流通过PN结。只有当正向电压到达某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)以后,二极管才气真正导通。但二极管的导通压降是恒定稳固的吗?它与正向扩散电流又存在什么样的关系?通过下图1的测试电路在常温下对型号为SM360A的二极管举行导通电流与导通压降的关系测试,可获得如图2所示的曲线关系:正向导通压降与导通电流成正比,其浮动压差为0.2V。从轻载导通电流到额定导通电流的压差虽仅为0.2V,但对于功率二极管来说它不仅影响效率也影响二极管的温升,以是在价钱条件允许下,只管选择导通压降小、额定事情电流较现实电流高一倍的二极管。


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 图1 二极管导通压降测试电路

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图2 导通压降与导通电流关系

在我们开发产物的历程中,崎岖温情形对电子元器件的影响才是产物稳固事情的最大障碍。情形温度对绝大部门电子元器件的影响无疑是重大的,二极管虽然也不破例,在崎岖温情形下通过对SM360A的实测数据表1与图3的关系曲线可知道:二极管的导通压降与情形温度成反比。在情形温度为-45℃时虽导通压降最大,却不影响二极管的稳固性,但在情形温度为75℃时,外壳温度却已凌驾了数据手册给出的125℃,则gai二极管在75℃时就必须降额使用。这也是为什么开关电源在某一个高温点需要降额使用的因素之一。


表 1 导通压降与导通电流测试数据

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图3 导通压降与情形温度关系曲线



2

额定电流、最大正向电流IF

额定电流IF指二极管恒久运行时,凭证运行温升折算出来的平均电流值。现在最大功率整流二极管的IF值可达1000A。



是指二极管恒久一连事情时,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。由于电流通过管子时会使管芯发烧,温度上升,温度凌驾允许限度(硅管为141左右,锗管为90左右)时,就会使管芯过热而损坏。以是在划定散热条件下,二极管使用中不要凌驾二极管最大整流电流值。例如,常用的IN4001-4007型锗二极管的额定正向事情电流为1A。


3

最大平均整流电流Io

最大平均整流电流IO:在半波整流电路中,流过负载电阻的平均整流电流的最大值。折算设计时很是主要的值。


4

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。


5

最大反向峰值电压VRM

纵然没有反向电流,只要一直地提高反向电压,早晚会使二极管损坏。这种能加上的反向电压,不是瞬时电压,而是重复加上的正反向电压。因给整流器加的是交流电压,它的最大值是划定的主要因子。最大反向峰值电压VRM指为阻止击穿所能加的最大反向电压。现在最高的VRM值可达几千伏。


6

最大反向电压VR

上述最大反向峰值电压是重复加上的峰值电压,VR是一连加直流电压的值。用于直流电流,最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很主要的。


7

最高事情频率fM

由于PN结的结电容存在,当事情频率凌驾某一值时,它的单向导电性将变差。点接触式二极管的fM值较高,在100MHz以上;整流二极管的fM较低,一ban不高于几千Hz。


8

反向恢复时间Trr

当正向事情电压从正向电压酿成反向电压时,二极管事情的理想qing况是电流能瞬时阻止。现实上,一ban要延迟一点点时间。决议电流阻止延时的量,就是反向恢复时间。


9

最大功率P

二极管中有电流流过,就会吸热,而使自shen温度升高。最大功率P为功率的最大值。详细讲就是加载二极管两头的电压乘以流过的电流。这个极限参数对稳压二极管,可变电阻二极管显得特殊主要。


10

反向饱和泄电流IR

指在二极管两头加入反向电压时,流过二极管的电流,gai电流与半导体质料和温度有关。在常温下,硅管的IR为nA(10-9A)级,鍺管的IR为mA(10-6A)级


11

降额(结温降额)

降额可以提高产物可靠性,延伸使用寿命,凭证温度降低10℃寿命zeng加一倍的理论,下面列出了差异额定结温的管子最小降额结温数据。


表1  二极管降额

额定值TjM

125℃

150℃

175℃

200℃

降额后可使用的TjM

110℃

135℃

160℃

185℃


12

安规

在选型阶段应gai思量到器件是否通过了安规认证,主要应gai思量功率器件。一ban为各国普遍接受的安规认证类型有UL(北美)、CSA(加拿大)、TUV(德国)、VDE等


13

可靠性设计

准确选用器件及器件周边的线路设计、机械设计和热设计等来控制器件在整机中的事情条件,防止州不适当的应力或者操作给器件带来损伤,从而最大限度地施展器件的固有可靠性。


14

容差设计

设计单板时,应放宽器件的参数允许转变的规模(包罗制造容差、温度漂移、时间漂移),襶uanVて骷牟问谝欢ü婺D谧涫,单板能正常事情。


15

榨取选用封装

榨取选用轴向插装的二极管封装、榨取选用Open-junction二极管。


O/J是OPEN JUNCTION的晶圆扩散工艺,在晶圆扩散后切片成晶粒,晶粒的边缘是粗拙的,电性能不稳固,需要用混淆酸(主要因素为氢氟酸)洗掉边缘,然后包以硅胶并封装成型,可信托性较差。


GPP是Glassivation passivation parts的缩写,是玻璃钝化类器件的统称,gai产物就是在现有产物通俗硅整流扩散片的基础上对拟支解的管芯P/N结面周围烧制一层玻璃,玻璃与单晶硅有很好的团结特征,使P/N结获得最佳的掩护,免受外界情形的扰乱,提高器件的稳固性,可信托性极佳。


O/J的散热性没有GPP的好,两者本质结构截然差异:O/J芯片需要经由酸洗后加铜片焊接配合硅胶封装,内部结构上显得比GPP的大;GPP芯片造的整流桥免去了酸洗、上硅胶等步骤,直接与整流桥的铜毗连片焊接。内部结构显的比O/J芯片制造而成的小。才造成直观的、习惯性的误解。


GPP芯片和OJ芯片的综合评价:


1、GPP芯片在wafer阶段即完成玻璃钝化,并可实验VR的probe testing,而OJ芯片只有在制得制品后测试VR。


2、VRM为1000V的GPP芯片,通常从P+面开槽和举行玻璃钝化,台面呈负斜角结构(外貌电chang强度高于体内),而OJ芯片的切割不存在斜角。 


3、GPP芯片的玻璃钝化漫衍在pn结部门区域(不像GPRC芯片对整个断面实验玻璃钝化,而OJ芯片对整个断面施加硅橡胶掩护。


4、GPP芯片由于机械切割的缘故原由留下切割损伤层,而OJ芯片的切割损伤层可经化学侵蚀去除掉。


5、GPP芯片接纳特殊高温熔融无机玻璃膜钝化,Tjm及HTIR稳固性高于用有机硅橡胶掩护的OJ制品。 


6、GPP芯片适合小型化、薄型化、LLP封装,而OJ芯片适合引出线封装。


在制作工艺上的区别:


(1)OJ的芯片必须经由焊接、酸洗、钝化、上白胶、成型固化烘烤等步骤,其电性(反向电压)与封装酸洗工艺亲近相关,通例封装形式为插件式。


(2)而GPP在芯片片制造工艺中已包罗酸洗、钝化。其电性由芯片片直接决议,常见封状形式为贴片式。




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