【導讀】二極管的額定電流是二極管的主要標稱(chēng)值,比如5A/100V的二極管,5A就是額定電流。通常額定電流的定義是該二極管所能通過(guò)的額定平均電流。但是有些的測試前是方波,也就是可以通過(guò)平均值為5A的方波電流。有些得測試前提是直流,也就是能通過(guò)5A的直流電流。
1. 什么是二極管的正向額定電流?
二極管的額定電流是二極管的主要標稱(chēng)值,比如5A/100V的二極管,5A就是額定電流。通常額定電流的定義是該二極管所能通過(guò)的額定平均電流。但是有些的測試前是方波,也就是可以通過(guò)平均值為5A的方波電流。有些得測試前提是直流,也就是能通過(guò)5A的直流電流。理論上來(lái)說(shuō),對于硅二極管,以方波為測試條件的二極管能通過(guò)更大的直流電流,因為同樣平均電流的方波較于直流電流,會(huì )給二極管帶來(lái)更大損耗。那么5A的二極管是否一定能通過(guò)5A的電流?不一定,這個(gè)和溫度有關(guān),當你的散熱條件不足夠好,那么二極管能通過(guò)的電流會(huì )被結溫限制。、
2. 什么是二極管的反向額定電壓?
二極管反向截止時(shí),可以承受一定的反壓,那么其最高可承受的反壓就是額定電壓。比如5A/100V的二極管,其額定反壓就是100V。雖然,所有二極管廠(chǎng)家都會(huì )留一定的裕量,100V的二極管通常用到110V都不會(huì )有問(wèn)題,但是不建議這么用,因為超過(guò)額定值,廠(chǎng)家就不會(huì )保證其可靠性,出了問(wèn)題就是你的問(wèn)題了。而且很多電源設計公司,為了保障可靠性,還會(huì )降額設計。
3. 什么是二極管的正向沖擊電流?
開(kāi)關(guān)電源在開(kāi)機或者其他瞬態(tài)情況下,需要二極管能夠承受很大的沖擊電流而不壞,當然這種沖擊電流應該是不重復性,或者間隔時(shí)間很長(cháng)的。通常二極管的數據手冊都有定義這個(gè)沖擊電流,其測試條件往往是單個(gè)波形的沖擊電流,比如單個(gè)正弦波,或者方波。其電流值往往可達幾百。
4. 什么是二極管的正向導通壓降?
二極管在正向導通,流過(guò)電流的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生壓降。這個(gè)壓降和正向電流以及溫度有關(guān)。通常硅二極管,電流越大,壓降越大。溫度越高,壓降越小。但是碳化硅二極管卻是溫度越高,壓降越大。
5. 什么是二極管的反向漏電流?
二極管在反向截止的時(shí)候,并不是完全理想的截止。在承受反壓得時(shí)候,會(huì )有些微小的電流從陰極漏到陽(yáng)極。這個(gè)電流通常很小,而且反壓越高,漏電流越大,溫度越高,漏電流越大。大的漏電流會(huì )帶來(lái)較大的損耗,特別在高壓應用場(chǎng)合。
6. 什么是二極管的反向恢復時(shí)間和反向恢復電流?
這個(gè)是二極管的重要指標,所謂的快恢復,慢恢復二極管就是以此為標準。二極管 在從正偏轉換到反偏的時(shí)候,會(huì )出現較大的反向恢復電流從陰極流向陽(yáng)極,其反向電流先上升到峰值,然后下降到零。那么其上升下降的時(shí)間就是反向恢復時(shí)間,峰值電流就是反向恢復電流。這個(gè)在高頻率的應用中會(huì )帶來(lái)很大損耗。而反向恢復時(shí)間和電流和二極管截止時(shí),正向電流的下降速率正相關(guān)。解決這個(gè)問(wèn)題,一就是用恢復時(shí)間更快的二極管,二是采用ZCS方式關(guān)斷二極管。
7. 什么是軟恢復二極管?
二極管在反向恢復的時(shí)候,反向電流下降的比較慢的,稱(chēng)為軟恢復二極管。軟恢復對減小EMI有一定的好處。
8. 什么是二極管的結電容?
結電容是二極管的一個(gè)寄生參數,可以看作在二極管上并聯(lián)的電容。
9. 什么是二極管的寄生電感?
二極管寄生電感主要由引線(xiàn)引起,可以看作串聯(lián)在二極管上的電感。
10. 二極管正向導通時(shí)候瞬態(tài)過(guò)程是怎樣?
對于二極管的瞬態(tài)過(guò)程,通常關(guān)心比較多的是反向恢復特性。但是其實(shí)二極管從反偏轉為正向導通的過(guò)程也有值得注意的地方。在二極管剛導通的時(shí)候,正向壓降會(huì )先上升到一個(gè)最大值,然后才會(huì )下降到穩態(tài)值。而這個(gè)最大值,隨di/dt的增大而增大。也就是說(shuō)二極管帶導通瞬間會(huì )產(chǎn)生一個(gè)正向尖峰電壓,而且電壓要大于穩態(tài)電壓??旎謴凸艿倪@個(gè)正向尖峰電壓比較小,慢恢復管就會(huì )很?chē)乐?。這個(gè)就引出了另外一個(gè)問(wèn)題:
11. 在RCD鉗位電路中,二極管到底選慢管,還是快管?
RCD電路常用于一些需要鉗位的場(chǎng)合,比如flyback原邊MOS的電壓鉗位,次級整流管的電壓鉗位。有些技術(shù)文獻說(shuō)應該用慢恢復管,理由是慢恢復管由于其反向恢復時(shí)間比較長(cháng),這樣鉗位電容中的一部分能量會(huì )在二極管反向恢復過(guò)程中回饋給電路,這樣整個(gè)RCD電路的損耗可以降低。不過(guò)這個(gè)只適合小電流,低di/dt的場(chǎng)合。比如小功率flyback的原邊鉗位電路。但是不適合大電流,高di/dt的鉗位場(chǎng)合,比如大電流輸出的電源的次級鉗位電路。因為,慢恢復管在導通的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生很高導通壓降尖峰,導致雖然鉗位電容上的電壓很低,但是卻沒(méi)法鉗住尖峰電壓。所以應該選擇肖特基二極管之類(lèi)。
12. 什么是肖特基二極管?
肖特基二極管是一種利用肖特基勢壘工藝的二極管,和普通的PN結二極管相比,其優(yōu)點(diǎn):更快的反向恢復時(shí)間,很多稱(chēng)之為0反向恢復時(shí)間。雖然并不是真的0反向恢復時(shí)間,但是相對普通二極管要快非常多。其缺點(diǎn):反向漏電流比較大,所以沒(méi)法做成高壓的二極管。目前的肖特基二極管,基本都是200V以下的。雖然有些公司可以提供高壓的肖特基硅二極管,但是也是將幾個(gè)二極管串聯(lián)之后封裝在一起。當然也有公司稱(chēng)有獨特的工藝,可以制造高壓肖特基二極管,但并不知曉是什么樣的工藝。
13. 什么是碳化硅二極管?
通常大家所用的基本都是以硅為原料的二極管,但是最近比較熱門(mén)的碳化硅二極管是用碳化硅為原料的二極管。目前常見(jiàn)的多為高壓的肖特基碳化硅二極管,其優(yōu)點(diǎn):反向恢復特性很好,媲美肖特基硅二極管。但是可以做高壓的二極管。在PFC中已有較多應用。缺點(diǎn):正向導通壓降比較大。還有一點(diǎn)與硅二極管不同的是其導通壓降隨溫度上升反而增大。早期的碳化硅二極管,還有可承受沖擊電流小,可靠性不高等缺點(diǎn)。但是目前已有很大改善。
14. 什么是砷化鎵二極管?
說(shuō)實(shí)話(huà),我聽(tīng)說(shuō)砷化鎵材料早于碳化硅,但是后來(lái)就較少聽(tīng)說(shuō)了。目前砷化鎵在LED上似乎有些應用,但是功率器件上卻還比較少。
15. 二極管適合并聯(lián)么?
理論上來(lái)說(shuō)硅二極管,由于導通壓降隨溫度上升而下降,所以是不適合并聯(lián)的,但是現在很多二極管會(huì )把兩個(gè)單管封裝在一起,這樣溫升相對均勻,給并聯(lián)帶來(lái)好處。但是碳化硅是的壓降是隨溫度上升而上升,理論上是適合并聯(lián)的。