1)整流二极管解析

二极管的低压和高压二极管的低压和高压摘要：二极管是一种常见的电子元件，在电路中有着重要的应用。

本文将深入探讨二极管的低压和高压工作条件，并以从简到繁的方式，逐步介绍二极管的原理、结构、特性和应用。

通过对二极管的全面评估和解析，我们将更深入地理解二极管的工作原理以及其在实际应用中的重要性。

一、引言二极管作为一种电子元件，在电子技术领域有着重要的地位。

它是一种具有两个电极的器件，分别称为阳极（也称为P极）和阴极（也称为N极）。

二极管的工作性质取决于电压的极性和大小，这使它在电路中起到了很多重要的作用。

在本文中，我们将重点关注二极管的低压和高压工作条件，通过从简到繁的方式，逐步深入探讨二极管的原理和特性。

二、二极管的结构和原理1. P-N结的形成二极管的基本结构是由一个P型半导体和一个N型半导体组成的P-N结。

当P型和N型半导体通过特殊的工艺加工后，形成P-N结。

在P-N结存在的情况下，二极管才能正常工作。

2. 二极管的正向击穿和反向击穿当施加在二极管上的电压为正向电压时，即P极连接在正电压端、N 极连接在负电压端，二极管将处于正向击穿状态。

而当施加在二极管上的电压为反向电压时，即P极连接在负电压端、N极连接在正电压端，二极管将处于截止状态，不导电。

3. 二极管的特性曲线二极管的特性曲线描述了二极管的电流与电压之间的关系。

当二极管处于正向击穿状态时，电流呈指数增长。

而在反向击穿状态下，电流几乎不流过二极管。

三、二极管的低压工作条件1. 正向电压小于开启电压在低压工作条件下，二极管的正向电压必须小于二极管的开启电压。

只有在这种情况下，二极管才能正常导通，有电流通过。

2. 正向电流在额定范围内二极管的正向电流也必须在一定的额定范围内，以保证二极管的正常工作。

如果正向电流过大，会导致二极管损坏，无法正常工作。

四、二极管的高压工作条件1. 反向电压小于击穿电压在高压工作条件下，二极管的反向电压必须小于二极管的击穿电压。

整流二极管整流二极管是一种能够将交流电能转化成为直流电能的半导体器件，整流二极管具有明显的单向导电性，是一种大面积的功率器件，结电容大，工作频率较低，一般在几十千赫兹，反向电压从25V到3000V.硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好，通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造，这种器件结面积大，能通过较大电流（通常可以达到数千安），但工作频率不高，一般在几十千赫兹以下，整流二极管主要用于各种低频整流电路。

整流二极管的常用参数（1）最大平均整流电流IF：指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。

该电流由PN结的结面积和散热条件决定。

使用时应注意通过二极管的平均电流不能大于此值，并要满足散热条件。

例如1N4000系列二极管的IF为1A。

（2）最高反向工作电压VR：指二极管两端允许施加的最大反向电压。

若大于此值，则反向电流(IR)剧增，二极管的单向导电性被破坏，从而引起反向击穿。

通常取反向击穿电压(VB)的一半作为(VR)。

例如1N4001的VR为50V，1N4007的VR为1OOOV（3）最大反向电流IR：它是二极管在最高反向工作电压下允许流过的反向电流，此参数反映了二极管单向导电性能的好坏。

因此这个电流值越小，表明二极管质量越好。

（4）击穿电压VR：指二极管反向伏安特性曲线急剧弯曲点的电压值。

反向为软特性时，则指给定反向漏电流条件下的电压值。

（5）最高工作频率fm：它是二极管在正常情况下的最高工作频率。

主要由PN结的结电容及扩散电容决定，若工作频率超过fm，则二极管的单向导电性能将不能很好地体现。

例如1N4000系列二极管的fm为3kHz。

（6）反向恢复时间tre：指在规定的负载、正向电流及最大反向瞬态电压下的反向恢复时间。

（7）零偏压电容CO：指二极管两端电压为零时，扩散电容及结电容的容量之和。

值得注意的是，由于制造工艺的限制，即使同一型号的二极管其参数的离散性也很大。

手册中给出的参数往往是一个范围，若测试条件改变，则相应的参数也会发生变化，例如在25°C时测得1N5200系列硅塑封整流二极管的IR小于1OuA，而在100°C时IR则变为小于500uA。

2c231d二极管的类型-回复二极管是一种电子元件，用于控制电流流向的装置。

它具有正向传导和反向阻止电流的特性，因此在现代电子电路中广泛应用。

以下将详细介绍二极管的类型及其特性。

一、整流二极管（Rectifier Diode）：整流二极管是最基本的二极管类型之一，用于将交流信号转换为直流信号。

它只允许电流在一个方向上通过，当正向电压施加在二极管上时，它能够导通电流，此时称为正向偏置。

反之，当反向电压施加在二极管上时，它会阻止电流通过，此时称为反向偏置。

整流二极管常用于电源电路和通信设备中。

二、肖特基二极管（Schottky Diode）：肖特基二极管是一种具有低压降的二极管，由金属与半导体材料构成。

由于其低电压降特性，肖特基二极管在高频电路和功率电子领域中得到广泛应用。

它具有快速开关速度和低反向漏电流，能够有效地实现频率转换和逆变操作。

三、恒压二极管（Zener Diode）：恒压二极管是一种特殊的二极管，其主要功能是维持在特定电压下的稳定反向压降。

当反向电压达到或超过其额定电压时，恒压二极管会导通电流，此时称为反向击穿。

恒压二极管常用于电源稳压、过电压保护和电压参考等应用中。

四、光电二极管（Photodiode）：光电二极管是一种感光元件，能够将光能转化为电能。

它由半导体材料制成，并具有PN结构。

当光照射到光电二极管上时，光子会激发电子，导致电流的产生。

光电二极管广泛用于光电传感器、光通信、光测量等领域。

五、发光二极管（Light Emitting Diode）：发光二极管是一种能够将电能转化为光能的器件。

它通过半导体材料中的电子与空穴复合发光。

发光二极管分为不同颜色和亮度等级，常见的有红色、绿色和蓝色等。

发光二极管被广泛用于显示器、指示灯、照明等领域。

六、异质结双极型晶体管（Heterojunction Bipolar Transistor）：异质结双极型晶体管是一种高频、高效率的放大器和开关器件。

二极管_简单倍压_整流电路_原理[宝典] 倍压整流电路原理(1)负半周时，即A为负、B为正时，D1导通、D2截止，电源经D1向电容器C1充电，在理想情况下，此半周内，D1可看成短路，同时电容器C1充电到Vm，其电流路径及电容器C1的极性如上图(a)所示。

(2)正半周时，即A为正、B为负时，D1截止、D2导通，电源经C1、D1向C2充电，由于C1的Vm再加上双压器二次侧的Vm使c2充电至最高值2Vm，其电流路径及电容器C2的极性如上图(b)所示.其实C2的电压并无法在一个半周内即充至2Vm，它必须在几周后才可渐渐趋近于2Vm，为了方便说明，底下电路说明亦做如此假设。

如果半波倍压器被用于没有变压器的电源供应器时，我们必须将C1串联一电流限制电阻，以保护二极管不受电源刚开始充电涌流的损害。

如果有一个负载并联在倍压器的输出出的话，如一般所预期地，在(输入处)负的半周内电容器C2上的电压会降低，然后在正的半周内再被充电到2Vm如下图所示。

ab126计算公式大全838电子图1 直流半波整流电压电路(a)负半周 (b)正半周图3 输出电压波形所以电容器c2上的电压波形是由电容滤波器过滤后的半波讯号，故此倍压电路称为半波电压电路。

ab126计算公式大全正半周时，二极管D1所承受之最大的逆向电压为2Vm，负半波时，二极管D2所承受最大逆向电压值亦为2Vm，所以电路中应选择PIV >2Vm的二极管。

2、全波倍压电路图4 全波整流电压电路(a)正半周 (b)负半周图5 全波电压的工作原理1. 正半周时，D1导通，D2截止，电容器C1充电到Vm，其电流路径及电容C1的极性如上图(a)所示。

2. 负半周时，D1截止，D2导通，电容器C2充电到Vm，其电流路径及电容C2的极性如上图(b)所示。

838电子3. 由于C1与C2串联，故输出直流电压，V0=Vm。

如果没有自电路抽取负载电流的话，电容器C1及C2上的电压是2Vm。

肖特基整流二极管介绍肖特基整流二极管介绍一、引言肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode简称SBD)是一种金属(或金属硅化物)/ 半导体接触的器件，它是多子器件，主要用其非线性电阻的特性。

SBD是最古老的半导体器件，1904年开始，矿石检波器就得到了应用。

SBD在超高频及微波电路中用于检波和混频，都是用其正向非线性电阻的特性。

SBD长期用金属与半导体接触进行制作，稳定性差，是可靠性最差的半导体器件之一。

八十年代开始对金属硅化物深入研究，用金属硅化物代替金属，获得了可靠而又重复的肖特基势垒，为大规模生产奠定了基础。

各种家用电器、微电脑、汽车电子、通讯设备、仪器、国防军工都要求电子设备轻量化、小型化，特别是要求采用小型化和高效率的电源。

高频开关电源随着工作频率的提高，其体积和重量都会明显减小，同时效率显著提高，高频开关电源越来越受到人们的重视。

SBD 有三大特点:(1)速度快(多子器件，无少子储存效应);(2)正向压降低;(3)散热性能好。

SBD与通常的PN结整流器件相比，SBD具有开关速度快(高频)、导通电压低(高效)、抗电流浪涌冲击能力强(大电流)。

低输出电压(V??24V)的高频开关电源多采用肖特基整流二0极管。

世界高频开关电源年销售额约为500亿美圆，这是一个巨大的市场!对肖特基整流二极管的规模生产有巨大的拉动力。

SBD制作简单、工艺流程短、成本低、有利于大规模生产。

肖特基整流二极管在高频开关电源电路中起开关作用，是用其正、反向非线性电阻的特性(不再只是用正向非线性电阻的特性)。

肖特基整流二极管的名称较多，有功率肖特基二极管、肖特基续流二极管、大电流肖特基二极管、肖特基开关二极管等等。

肖特基势垒与p-n结的比较肖特基二极管的势垒可以比做在同一种半导体上的p-n结低许多，例如硅，p-n结的内建势V?0.8V;而肖特基结势垒电势为0.5V,0.6V很容易做到。

在同一电流密度下，p-n结上的正bi向压降比肖特基二极管上的电压降至少高0.3V。

如何区分整流二级管和稳压二极管？快速区分整流二极管和稳压二极管有两种方法，一是看二极管的型号，二是用数字万用表二极管档测量。

下面分别介绍这两种方法。

一、通过二极管型号区分整流二极管和稳压二极管现在常用的整流二极管主要有1N40XX系列1A整流管、1N53XX 系列的1.5A整流管及1N54XX系列的3A整流管。

▲ 1N40XX系列整流二极管的外形。

1N40XX系列整流二极管是现在最常用的整流二极管，该系列的整流电流为1A，其中最常用的就是1N4007，其耐压值可达1000V。

此外还有1N4001和1N4004也比较常用。

▲ 1N53XX系列整流二极管的外形。

1N53XX系列整流二极管的整流电流为1.5A，其也是常用的整流二极管。

该系列中最常用的就是1N5399。

▲ 大电流整流二极管1N54XX系列的外形。

1N54XX系列的整流二极管，整流电流为3A，该系列的1N5408是常用的大电流整流二极管。

现在最常用的稳压二极管就是1N47XX系列和1N52XX系列。

▲ 1N47XX系列稳压二极管的外形。

1N47XX稳压二极管的功率为1W，常用的如，1N4733（稳压值5.1V）、1N4742（稳压值12V）。

▲ 1N52XX系列稳压二极管的外形。

1N52XX系列也是常用的稳压二极管，其功率为0.5W。

常用的如1N5236，其稳压值为7.5V。

二、用数字万用表二极管档快速区分整流二极管和稳压二极管。

对于那些型号模糊不清的整流管和稳压管可以用数字万用表的二极管档测量其正向压降来区分是哪种管子。

用数字万用表二极管档测量二极管的正向压降时，一般测量硅整流二极管（这里不包含快恢复二极管、肖特基二极管这类高频整流二极管）的正向压降，万用表显示读数在0.55～0.65（具体大小与管子型号及温度有关）。

用数字万用表二极管档测量稳压管，显示读数大都在0.70～0.75。

通过这种方法即可快速区分那些型号模糊不清的二极管，究竟是整流二极管还是稳压二极管。

关于大电流整流二极管，我国已有两个行业标准，一个是最大正向平均电流仅为I FAV=1600A[3] ，另一个是最大正向平均电流I FAV3000A[2]。

而我们这里解析的最小容量已为I FAV=7100A，而最大的已达I FAV=16000A[1] ，故称谓超大电流整流二极管。

这类器件由于主要用于新型电阻焊机整流，故又称电阻焊机用超大电流整流二极。

直径ф48/7100A整流二极管是容量最小的超大电流二极管。

把这个器件的参数研究解析明白了，其它各种规格超大电流二极管（如12000A、13500A、16000A）的电、热参数就都迎刃而解了。

超大电流整流二极管是ABB、EUPEC等领先研发生产的，故这里就以ABB 应用最广的5SDD71X0400的参数规格书[4]做实例加以说明，这也是对客户要求的响应。

一、阻断特性（Blocking即阻断特性参数）ABB的5SDD71X0400的阻断特性参数如下：解析：1、V RRM是反向重复峰值电压，即最高允许工作电压。

一般电阻焊机用二极管的反向重复峰值电压V RRM，大都是200V，个别有400V。

就是说，这是一个低电压范围内的超大电流（几万~几十万安培）的应用领域。

2、V RRM是反向不重复峰值电压，往往是指转折电压。

站在测试的角度，在这一点不允许停留时间长，故称不重复；站在应用的角度，加在二极管上的电压是万万不可超过V RRM，故都打有很大余量。

（见图1）它和反向重复峰值电压V RRM数值上的定量关系为：V RRM=V RRM-100V（或V RRM乘0.8、或乘0.9）。

这里用：V RRM=V RRM-50V。

对电阻焊机，50V的余量已足够。

3、站在高可靠的角度，还应将二极管做成雪崩二极管[5]，即必须测定转折时的瞬时脉冲方波最大电流Ippm[6]。

如是，则将二极管置于高可靠状态。

此时有：V RRM=V RSM。

注意到雪崩V RRM=V RSM随温度升高而增大，并满足线形正温度特性。