二極管的主要參數
主要參數
二極管的參數在資料手冊中都有說明,如下圖,不同類型二極管參數會有不同,下面對二極管的主要參數進行簡單解釋:
最高反向工作電壓VRM: 二極管兩端允許加載的最大反向電壓,如果大于該值,則反向電流IR急劇增大,二極管的單向導電性被破壞,二極管反向擊穿。是以,通常選取反向擊穿電壓VBR的一半作為VRM。
反向重複峰值電壓VRRM: 包括所有重複瞬态電壓,不包括不重複瞬态電壓。通常是與電路相關,比如交流信号每個周期的最高點即重複峰值電壓。
最大整流電流IF: 二極管長期連續工作時允許通過的最大正向電流值。
平均整流電流IO: 設計電路時參考該電流,電流值大小通常為IF的一半,所設計電路電流最好不要超過二極管的平均整流電流。
峰值正向浪湧電流IFSM: 是允許流過的瞬間電流,超過該值會損壞二極管。
反向電流IR: 二極管在規定的溫度和反向電壓作用下,流過二極管的反向電流,該電流越小,說明二極管的單向導電性越好。反向電流與溫度密切相關,大約每升高10℃,反向電流增大一倍。
結電容CT: 結電容的大小表示二極管的頻率特性,因為存在結電容,當頻率很高時,容抗小到使PN結短路,導緻二極管失去單向導電性。
反向恢複時間trr: 二極管從正向電壓變成反向電壓時,電流不能瞬間截止,需要延時一點時間,該時間為反向恢複時間,并決定二極管的開關速度。
伏安特性
PN結的主要特性:
PN結加正向電壓時,呈現低電阻,具有較大的正向擴散電流。
PN結加反向電壓時,呈現高電阻,具有很小的反向漂移電流。
二極管的伏安特性曲線如下圖:
二極管的伏安特性曲線
死區: 外加正向電壓較小時,二極管呈現的電阻較大,正向電流幾乎為零,該區域為不導通區或死區。一般矽管的死區電壓約為 0.5 V, 鍺的死區電壓約為 0.1 V,該電壓值又稱門坎電壓或門檻值電壓。
正向特性: 大于導通電壓的區域稱為導通區,當流過二極管的電流I比較大時,二極管兩端的電壓幾乎維持恒定,矽管約為0.6~0.8V(通常取0.7V),鍺管約為0.2~0.3V(通常取0.2V)。
反向特性: 在反向電壓小于反向擊穿電壓的範圍内,由少數載流子形成的反向電流很小,而且與反向電壓的大小基本無關,此部分為截止區。
反向擊穿: 當反向電壓增加到某一數值時,反向電流急劇增大,這種現象叫做二極管的反向擊穿。
動态特性
高頻信号加載在二極管上時,需要考慮二極管的動态特性。二極管的單向導向性并不理想,PN結除了構成單向導電的二極管外,還存在一個結,結電容導緻“雙向導電”,如圖所示:
結電容的作用使得實際二極管需要一段時間來“恢複”反向阻斷能力,不同工藝影響二極管結電容大小:
點接觸的PN結,可以減小結電容,但降低二極管的通流能力。
面接觸,通流能力強,但是結電容更大。
低頻時,反向導電占整個周期的比例很小,二極管仍可以看成是單向導電的;高頻時,如果反向導電占整個周期的比例很大,二極管稱為“雙向導電”器件,也就無法使用了。