二极管的分类及选型
- 格式:doc
- 大小:55.50 KB
- 文档页数:4
二极管的分类及参数二极管是最基本的半导体器件之一,广泛应用于电子设备中。
它具有单向导电性质,即只允许电流在一个方向上流动。
二极管可以通过对其工作电压、额定电流、频率等参数的不同分类和定义。
下面将详细介绍二极管的分类及参数。
1.按材料分类:(1)硅二极管:由硅(Si)材料制成,常用于中高功率电子设备中。
(2)锗二极管:由锗(Ge)材料制成,常用于低功率电子设备中。
(3)碳化硅二极管:由碳化硅(SiC)材料制成,具有较高的工作温度和电压能力,适用于高温、高频和高功率应用。
2.按结构分类:(1)点接触二极管:也称为瞬变二极管,使用金属-半导体结构制作。
(2)悬浮底座二极管:也称为漂移二极管,使用浮动喷射结构制作。
(3)整流器二极管:也称为整流二极管,使用P-N结构制作。
3.按工作模式分类:(1)正向偏置二极管:当正向电压施加到二极管上时,电流可以流过二极管。
(2)反向偏置二极管:当反向电压施加到二极管上时,电流几乎不能流过二极管。
4.参数定义:(1) 最大工作电压(Umax):指二极管能够承受的最大正向或反向电压值。
(2) 最大额定电流(Inom):指二极管能够承受的最大正向电流值。
(3) 最大功率(Pmax):指二极管能够承受的最大功率值,计算公式为Pmax = Umax * Inom。
(4) 额定频率(fnom):指二极管能够承受的最大工作频率。
频率越高,二极管的响应速度越快。
(5)正向导通压降(Vd):指正向电流流过二极管时的电压降。
不同类型的二极管具有不同的正向导通压降。
二极管的分类和参数可以根据具体应用的需求进行选择。
一般而言,硅二极管具有较高的工作电压能力和较低的正向导通压降,适用于中高功率电子设备。
锗二极管具有较低的工作电压能力和较高的正向导通压降,适用于低功率电子设备。
碳化硅二极管具有较高的工作温度和电压能力,适用于高温、高频和高功率应用。
总结:二极管作为最基本的半导体器件之一,在电子设备中有着广泛的应用。
二极管的分类及参数二极管是电子器件中最简单的一种,广泛应用于电子电路中。
它具有单向导通性,即只有在正向电压作用下才会导电,而在反向电压作用下则会截止电流。
根据二极管的结构和功能,可以将其分为普通二极管、恒压二极管、整流二极管和特殊二极管等多个类别。
下面分别介绍这些二极管的分类及参数。
1.普通二极管:普通二极管是最基础、最常见的一类二极管。
它主要由一个PN结构组成,一般用硅(Si)或砷化镓(GaAs)等半导体材料制作而成。
普通二极管具有正向压降特性,即在正向电压作用下,从P区到N区的电子会流动,形成电流;而在反向电压作用下,由于P区的导电性差,电流无法流动,二极管截止。
普通二极管的主要参数有以下几个:-数字型号:例如1N4148、1N4007等;-最大正向电流:最大能够通过的正向电流;-最大反向电压:最大能够承受的反向电压;-正向压降:正向导通时的电压降;-反向漏电流:反向电压作用下的漏电流。
2.恒压二极管:恒压二极管,也称为稳压二极管或Zener二极管,是一种特殊的二极管。
它基本上与普通二极管相同,但能够在逆向击穿时产生一个稳定的电压(即Zener电压),并以此为参考进行稳压。
恒压二极管广泛应用于电源稳压电路、测量电路和放大器的偏置电路等。
恒压二极管的主要参数有以下几个:-数字型号:例如BZX55C5V1、BZV55-C24等;- Zener电压:逆向击穿时稳定的电压值;- 最大反向电流:在Zener电压下能够通过的最大反向电流;-最大功耗:能够承受的最大功耗,一般由封装类型决定。
3.整流二极管:整流二极管,也称为信号二极管或电势二极管,是一种特殊的二极管,用于将交流信号转换为直流信号。
整流二极管通常用于电源电路、继电器、调制解调器等电子器件中。
整流二极管的主要参数有以下几个:-数字型号:例如1N4148、1N4007等;-最大正向电流:最大能够通过的正向电流;-最大反向电压:最大能够承受的反向电压;-正向压降:正向导通时的电压降。
二极管的分类和选型一.半导体二极管的分类半导体二极管按其用途可分为:普通二极管和特殊二极管。
普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等;特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。
二.半导体二极管的主要参数1.反向饱和漏电流IR指在二极管两端加入反向电压时,流过二极管的电流,该电流与半导体材料和温度有关。
在常温下,硅管的IR为纳安(10-9A)级,锗管的IR为微安(10-6A)级。
2.额定整流电流IF指二极管长期运行时,根据允许温升折算出来的平均电流值。
目前大功率整流二极管的IF值可达1000A。
3. 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。
这是设计时非常重要的值。
4. 最大浪涌电流IFSM允许流过的过量的正向电流。
它不是正常电流,而是瞬间电流,这个值相当大。
5.最大反向峰值电压VRM即使没有反向电流,只要不断地提高反向电压,迟早会使二极管损坏。
这种能加上的反向电压,不是瞬时电压,而是反复加上的正反向电压。
因给整流器加的是交流电压,它的最大值是规定的重要因子。
最大反向峰值电压VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压。
目前最高的VRM值可达几千伏。
6. 最大直流反向电压VR上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压,VR是连续加直流电压时的值。
用于直流电路,最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的.7.最高工作频率fM由于PN结的结电容存在,当工作频率超过某一值时,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,一般不高于几千赫。
8.反向恢复时间Trr当工作电压从正向电压变成反向电压时,二极管工作的理想情况是电流能瞬时截止。
实际上,一般要延迟一点点时间。
决定电流截止延时的量,就是反向恢复时间。
虽然它直接影响二极管的开关速度,但不一定说这个值小就好。
也即当二极管由导通突然反向时,反向电流由很大衰减到接近IR时所需要的时间。
二极管的分类与特性参数一、二极管的分类1.按材料分类:(1)硅二极管:硅二极管是最常见的二极管,具有较高的工作温度和较低的导通电压。
(2)锗二极管:锗二极管具有较低的导通电压,适用于低功耗和低电压应用。
2.按结构分类:(1)环绕式二极管:环绕式二极管是最简单的结构,由P型和N型两种半导体材料组成。
(2)肖特基二极管:肖特基二极管是一种PN结构的二极管,特点是导通电压低,反向漏电流小。
(3)合金二极管:合金二极管是一种PN结构的二极管,具有高转导特性和高工作频率。
3.按工作电压分类:(1)低压二极管:低压二极管的导通电压一般在0.2V以下。
(2)中压二极管:中压二极管的导通电压一般在0.2V~0.6V之间。
(3)高压二极管:高压二极管的导通电压一般在0.6V以上。
二、二极管的特性参数1.最大可逆电压(VRM):指二极管可承受的最大反向电压,超过该电压会导致二极管击穿损坏。
2.最大正向电流(IFM):指二极管可承受的最大正向电流,超过该电流会使二极管过热损坏。
3.最大反向电流(IRM):指二极管在反向电压下的最大反向漏电流,超过该电流会导致负载电路的误操作。
4.导通电压降(VF):指二极管在正向工作时的导通电压,也称为正向压降。
5.反向漏电流(IR):指二极管在反向电压下的漏电流,也称为反向电流或反向饱和电流。
6.反向恢复时间(tRR):指二极管从正向导通转为反向截止的时间,也称为反向恢复速度。
时间越短,二极管的高频特性越好。
7.热稳定工作电流(Iz):指二极管在指定温度下的稳态工作电流,也称为额定工作电流。
8.温度系数:指二极管的电压、电流等参数随温度变化的大小,也称为温度稳定性。
9.前导电压降(VF1):指二极管开始正向导通时的电压降。
10.储电容(Cj):指二极管内部的储电容量,是二极管的一个重要参数,与二极管的高频特性有关。
三、总结二极管是电子电路中使用最广泛的器件之一,根据不同的分类标准,二极管可以分为硅二极管、锗二极管、环绕式二极管、肖特基二极管和合金二极管等。
二极管的分类及参数二极管是最简单的半导体器件之一,具有仅有两个电极的结构,常用于电子电路中的整流、放大、开关等功能。
根据其应用和特性的不同,二极管可分为多种类型,以下是常见的二极管分类及其参数。
1.按结构分类:(1)点接触二极管:点接触二极管是最早的二极管,以金属和半导体间的单个点接触组成。
常见的点接触二极管有铁电池、锡球二极管等。
(2)动态二极管:动态二极管由两个PN结相反地连接在一起而成,常见的有:负电阻二极管、电容二极管、电感二极管等。
(3)功率二极管:功率二极管具有大电流、大功率承载能力,常用于高压、高电流、高频开关电源、整流器等场合。
常见的功率二极管有降压二极管、TVS二极管、肖特基二极管等。
(4)高频二极管:高频二极管具有快速开关特性、小容量以及快速恢复等特点,适用于高频信号检测、调制解调、射频放大等领域。
2.按材料分类:(1)硅二极管:硅二极管是最常见的二极管之一,具有较大的漏电流和反向恢复时间,适用于大功率电路。
(2)锗二极管:锗二极管具有较小的恢复时间和漏电流,适用于中等功率电路和高频电路。
(3)碳化硅二极管:碳化硅二极管具有高温耐性、高电压耐性和高频率特性,适用于高温电源、电动汽车以及无线电通信等领域。
3.常见参数及其含义:(1)电流容量(IF、IR):即正向和反向电流容许值,表示二极管的额定电流范围。
(2)最大反向电压(VRM):表示二极管正常工作时可承受的最大反向电压。
(3)饱和压降(VF):表示二极管在正向导通状态下的电压降。
(4) 动态电阻(rd):功率二极管在正向导通时,电压变化与电流变化之间的比率,也可视为交流电阻。
综上所述,二极管的分类主要包括结构分类和材料分类两个方面。
不同类型的二极管具有不同的特点和应用场合,其参数也各有差异,如电流容量、最大反向电压、饱和压降、动态电阻等。
了解这些参数有助于我们选择合适的二极管并应用于相应的电路中。
二极管种类不同怎么选?1、检波二极管具有结电容低,工作频率高和反向电流小等特点,传统上用于调幅信号检波。
检波二极管的选用检波二极管一般可选用点接触型锗二极管,例如2AP系列等。
选用时,应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管。
检波电路和半波整流线路完全相同。
因检波是对高频波整流,二极管的结电容一定要小,所以选用点接触二极管。
能用于高频检波的二极管大多能用于限幅、箝位、开关和调制电路2、整流二极管是一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。
二极管最重要的特性就是单方向导电性。
整流二极管的选用整流二极管一般为平面型硅二极管,用于各种电源整流电路中。
选用整流二极管时,主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。
普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管,对截止频率的反向恢复时间要求不高,只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。
例如,1N系列、2CZ系列、RLR系列等。
开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管,应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管(例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等)或选择快恢复二极管。
3、稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多,反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻很大,反向漏电流极小。
稳压二极管的选用稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护二极管。
选用的稳压二极管,应满足应用电路中主要参数的要求。
稳压二极管的稳定电压值应与应用电路的基准电压值相同,稳压二极管的最大稳定电流应高于应用电路的最大负载电流50%左右。
4、半导体二极管导通时相当于开关闭合(电路接通),截止时相当于开关打开(电路切断),所以二极管可作开关用,常用型号为1N4148。
开关二极管的选用开关二极管主要应用于收录机、电视机、影碟机等家用电器及电子设备有开关电路、检波电路、高频脉冲整流电路等。
各种二极管的分类及参数二极管是一种电子器件,广泛应用于电子电路中。
根据不同的分类标准,二极管可以分为多种类型,并具有不同的参数。
按照功能分类,二极管可以分为整流二极管、稳压二极管、开关二极管、检波二极管等。
整流二极管:用于将交流信号转换为直流信号的元件。
常见的整流二极管有硅二极管和锗二极管。
硅二极管的主要参数包括最大正向电压Uf(max)、最大反向电压Vr(max)、正向电流If(av)、反向电流Ir、导通电压Vf、回复时间Trr等。
其中,最大正向电压表示二极管在正向电流下所能承受的最大电压,最大反向电压表示二极管在反向电压下最大可承受的电压。
正向电流表示二极管通过的最大电流,导通电压表示二极管在导通状态下的电压降。
回复时间表示二极管的导通状态从关断状态恢复到导通状态所需的时间。
稳压二极管:用于保持稳定的电压输出的元件。
常见的稳压二极管有锗稳压二极管和硅稳压二极管。
稳压二极管的主要参数包括稳压电压Vz、最大反向电流Iz(max)、稳态电流Izk(min)等。
稳压电压表示二极管在达到稳定工作状态时的反向电压值,最大反向电流表示二极管所能承受的最大反向电流,稳态电流表示稳压二极管在稳定工作状态下的工作电流。
开关二极管:用于控制电流通断的元件。
常见的开关二极管有普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管等。
开关二极管的主要参数包括导通电压Vf、正向电流If(av)、反向电流Ir(max)等。
导通电压表示二极管在导通状态时的电压降,正向电流表示二极管通过的最大电流,反向电流表示二极管在反向电压下所能承受的最大电流。
检波二极管:用于检测信号的存在和大小的元件。
常见的检波二极管有锗二极管和硅二极管。
检波二极管的主要参数包括最大正向电压Uf(max)、最大反向电压Vr(max)、正向电流If(av)、反向电流Ir、转移电容Ct等。
转移电容表示二极管的电容特性,影响二极管的高频特性。
此外,二极管还可以根据材料分类,主要有硅二极管、锗二极管、GaAs二极管等。
二极管的种类与识别一、二极管的种类二极管是一种最常见的电子元器件,主要用于电流的整流、开关和放大等应用中。
根据不同的结构和性能特点,二极管可以分为多种不同的种类。
1.硅二极管:硅二极管是最常见的一种二极管,它采用硅材料制造。
硅二极管具有较高的工作温度范围和较低的漏电流,广泛应用于电路中。
硅二极管分为通用型和用于特定应用的特殊型号。
2.锗二极管:锗二极管是一种较早期使用的二极管,它采用锗材料制造。
锗二极管具有较小的漏电流和较低的欠压降,适用于低功耗应用。
3.快恢复二极管:快恢复二极管具有快速恢复特性,可以在高频率下实现快速开关。
它的主要特点是具有较短的恢复时间和较低的反向恢复电流。
4.肖特基二极管:肖特基二极管采用金属-半导体接触技术,具有较低的正向压降和快速的开关速度。
它广泛应用于高频、低功耗的应用中。
5.鹅卵石二极管:鹅卵石二极管是一种特殊的二极管,它采用玻璃封装和金属-半导体接触技术。
鹅卵石二极管具有高耐压和高速开关特性,适用于高频高压的应用。
6.整流二极管:整流二极管是最常见的一种应用,它用于将交流信号转换为直流信号。
整流二极管广泛应用于电源、充电器等电路中。
7.光电二极管:光电二极管也被称为光敏二极管或光电导二极管,它的正向电压随外界光照强度而改变。
光电二极管广泛应用于光电转换、光通信等领域。
二、二极管的识别对于电子爱好者和工程师来说,正确识别二极管的类型至关重要,可以确保正确选择和应用。
以下是一些常见的方法来识别二极管类型:1.标记识别法:许多二极管上都有标识,可以通过查阅相关资料或手册来识别其类型。
标识可能包括型号、规格、生产商等信息。
2.外观识别法:不同类型的二极管通常具有不同的外观。
例如,肖特基二极管具有金属接触和黑色封装,而整流二极管通常具有红黑色封装。
3.应用识别法:根据二极管的应用领域可以进行识别。
例如,光电二极管通常用于光通信领域,而快恢复二极管通常用于高频开关电路。
4.参数测量法:通过使用万用表等仪器来测量二极管的电流电压特性,从而识别其类型。
二极管1.二极管分类和使用场合● 硅整流二极管:硅整流二极管的主要型号有IN4001~IN4007、IN5391~IN5399、IN5100~IN5406,它主要用途有在电源电路上做整流元件,还可以灵活的构成限幅、钳位、抑制反向电动势、双电源实现数据保护等电路。
典型应用如图● 硅整流桥:硅整流桥的主要型号有3N246~3N245,分为单相半桥、单相全桥和三相全桥,其中单相全桥主要用在小功率整流电路中,三相全桥在电力整流和逆变器等大功率设备中使用。
硅整流桥也可以用硅整流二极管搭接而成。
● 检波二极管:它电流小,结电容小,主要用在在小信号、高频率的电路中。
● 肖特基二极管:它的反响恢复时间极短可达几个纳秒,压降可达0.4V ,主要在开关稳压电源和逆变器中作续流二极管用,主要型号有IN5817~IN5825等。
● 快恢复二极管:它的正向压降较低,反应时间较快(0.2~0.75μs ),比肖特基二极管耐压高得多,在逆变电源中作整流元件。
主要型号有IN4933~IN4937。
● 变容二极管:它是一种电容随外加偏压改变有较大非线性变化的二极管,通常工作于反向偏置状态,在调频电路中有较大应用。
● 发光二极管:它是一种主动发光器件,简称LED ,和普通二极管类似,也具有单向导电性,发光响应速度可快到几十纳秒,颜色和外形种类很多。
现在还有一种复合发光二极管,一只二极管在不同的控制条件下发出不同颜色的光。
发光二极管多用于电子电路中作信号和状态的显示,也可作为光传感器的光源。
● 红外发光二极管:和发光二极管类似,只不过它发出是我们肉眼不能直接看到的红外光,在电子产品中常用作红外光源,还经常用于光通讯等领域。
● 稳压二极管:属于硅管,在反向击穿区具有极陡的击穿曲线,在很大的电流变化范围内,只有极小的电压变化。
一般用于电路中的基准电压。
2.二极管的参数识别和使用注意钳位抑制反向电动势D 1~D 4构成整流桥 限幅数据保护图1.6.8 硅整流二极管典型应用二极管的型号直接标注在它的上面,选用二极管时要考虑二极管的功率和反向耐压值,使用时注意二极管的正、负极,有环状标志的一端为正极,加正电压,另一端为负极,加负电压。
常用二极管的特点和选型根据材料的导电能力,我们将形形色色的材料划分为导体、绝缘体和半导体。
半导体是一种具有特殊性质的物质,它的导电能力介于导体和绝缘体之间,所以被称为半导体。
常见的半导体材料有硅(Si)和锗(Ge)。
二极管(Diode)算是半导体家族中的元老了,其最明显的性质就是它的单向导电特性,就是说电流只能从一边过去,却不能从另一边过来(从正极流向负极)。
一、基础知识1、二极管的分类二极管的种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管);按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
根据二极管的不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、肖特基二极管、发光二极管等。
2、二极管的型号命名方法(1)按照国产半导体器件型号命名方法:二极管的型号命名由五个部分组成:主称、材料与极性、类别、序号和规格号(同一类产品的档次)。
3、几种常见二极管特点(1)整流二极管将交流电源整流成为直流电流的二极管叫作整流二极管,因结电容大,故工作频率低。
通常,IF 在1 安以上的二极管采用金属壳封装,以利于散热;IF 在1 安以下的采用全塑料封装。
(2)开关二极管在脉冲中,用于接通和关断电路的二极管叫开关二极管,其特点是反向恢复时间短,能满足高频和超高频应用的需要。
开关二极管有接触型,平面型和扩散台面型几种,一般IF<500 毫安的硅开关二极管,多采用全密封环氧树脂,陶瓷片状封装。
(3)稳压二极管稳压二极管是由硅材料制成的面结合型晶体二极管,因为它能在电路中起稳压作用,故称为稳压二极管。
它是利用PN 结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点,来达到稳压的目的。
(4)变容二极管变容二极管是利用PN 结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性电容元件,被广泛地用于参量放大器,电子调谐及倍频器等微波电路中。
变容二极管主要是通过结构设计及工艺等一系列途径来突出电容与电压的非线性关系,并提高Q 值以适合应用。
二极管的分类及选型 (2011-09-06 10:45)
分类:电源技术
一.半导体二极管的分类
半导体二极管按其用途可分为:普通二极管和特殊二极管。
普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等;特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。
二.半导体二极管的主要参数
1.反向饱和漏电流IR
指在二极管两端加入反向电压时,流过二极管的电流,该电流与半导体材料和温度有关。
在常温下,硅管的IR为纳安(10-9A)级,锗管的IR为微安(10-6A)级。
2.额定整流电流IF
指二极管长期运行时,根据允许温升折算出来的平均电流值。
目前大功率整流二极管的IF值可达1000A。
3. 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。
这是设计时非常重要的值。
4. 最大浪涌电流IFSM
允许流过的过量的正向电流。
它不是正常电流,而是瞬间电流,这个值相当大。
5.最大反向峰值电压VRM
即使没有反向电流,只要不断地提高反向电压,迟早会使二极管损坏。
这种能加上的反向电压,不是瞬时电压,而是反复加上的正反向电压。
因给整流器加的是交流电压,它的最大值是规定的重要因子。
最大反向峰值电压VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压。
目前最高的VRM值可达几千伏。
6. 最大直流反向电压VR
上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压,VR是连续加直流电压时的值。
用于直流电路,最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的.
7.最高工作频率fM
由于PN结的结电容存在,当工作频率超过某一值时,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,一般不高于几千赫。
8.反向恢复时间Trr
当工作电压从正向电压变成反向电压时,二极管工作的理想情况是电流能瞬时截止。
实际上,一般要延迟一点点时间。
决定电流截止延时的量,就是反向恢复时间。
虽然它直接影响二极管的开关速度,但不一定说这个值小就好。
也即当二极管由导通突然反向时,反向电流由很大衰减到接近IR时所需要的时间。
大功率开关管工作在高频开关状态时,此项指标至为重要。
9. 最大功率P
二极管中有电流流过,就会吸热,而使自身温度升高。
最大功率P为功率的最大值。
具体讲就是加在二极管两端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别重要。
三.几种常用二极管的特点
1.整流二极管
整流二极管结构主要是平面接触型,其特点是允许通过的电流比较大,反向击穿电压比较高,但PN结电容比较大,一般广泛应用于处理频率不高的电路中。
例如整流电路、嵌位电路、保护电路等。
整流二极管在使用中主要考虑的问题是最大整流电流和最高反向工作电压应大于实际工作中的值。
2.快速二极管
快速二极管的工作原理与普通二极管是相同的,但由于普通二极管工作在开关状态下的反向恢复时间较长,约4~5ms,不能适应高频开关电路的要求。
快速二极管主要应用于高频整流电路、高频开关电源、高频阻容吸收电路、逆变电路等,其反向恢复时间可达10ns。
快速二极管主要包括快恢复二极管和肖特基二极管。
快恢复二极管(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管,主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中,作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。
快恢复二极管在制造上采用掺金、单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压。
快恢复二极管的内部结构与普通PN结二极管不同,它属于PIN结型二极管,即在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I,构成PIN硅片。
因基区很薄,反向恢复电荷很小,所以快恢复二极管的反向恢复时间较短,正向压降较低,反向击穿电压(耐压值)较高。
目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中作整流元件,高频电路中的限幅、嵌位等。
肖特基(Schottky)二极管也称肖特基势垒二极管(简称SBD),是由金属与半导体接触形成的势垒层为基础制成的二极管,其主要特点是正向导通压降小(约0.45V),反向恢复时间短和开关损耗小,是一种低功耗、超高速半导体器件,广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路,作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管使用,或在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。
肖特基二极管在结构原理上与PN结二极管有很大区别,它的内部是由阳极金属(用钼或铝等材料制成的阻挡层)、二氧化硅(SiO2)电场消除材料、N-外延层(砷材料)、N型硅基片、N+阴极层及阴极金属等构成,如图所示。
在N型基片和阳极金属之间形成肖特基势垒。
当在肖特基势垒两端加上正向偏压(阳极金属接电源正极,N型基片接电源负极)时,肖特基势垒层变窄,其内阻变小;反之,若在肖特基势垒两端加上反向偏压时,肖特基势垒层则变宽,其内阻变大。
肖特基二极管存在的问题是耐压比较低,反向漏电流比较大。
目前应用在功率变换电路中的肖特基二极管的大体水平是耐压在150V以下,平均电流在100A 以下,反向恢复时间在10~40ns。
肖特基二极管应用在高频低压电路中,是比较理想的。
3.稳压二极管
稳压二极管是利用PN结反向击穿特性所表现出的稳压性能制成的器件。
稳压二极管也称齐纳二极管或反向击穿二极管,在电路中起稳定电压作用。
它是利用二极管被反向击穿后,在一定反向电流范围内反向电压不随反向电流变化这一特点进行稳压的。
稳压二极管通常由硅半导体材料采用合金法或扩散法制成。
它既具有普通二极管的单向导电特性,又可工作于反向击穿状态。
在反向电压较低时,稳压二极管截止;当反向电压达到一定数值时,反向电流突然增大,稳压二极管进入击穿区,此时即使反向电流在很大范围内变化时,稳压二极管两端的反向电压也能保持基本不变。
但若反向电流增大到一定数值后,稳压二极管则会被彻底击穿而损坏。
稳压二极管根据其封装形式、电流容量、内部结构的不同可以分为多种类型。
稳压二极管根据其封装形式可分为金属外壳封装稳压二极管、玻璃封装(简称玻封)稳压二极管和塑料封装(简称塑封)稳压二极管。
塑封稳压二极管又分为有引线型和表面封装两种类型。
稳压管的主要参数有:①稳压值VZ 。
指当流过稳压管的电流为某一规定值时,稳压管两端的压降。
②电压温度系数。
稳压管的稳压值VZ的温度系数在VZ低于4V时为负温度系数值;当VZ的值大于7V时,其温度系数为正值;而VZ的值在6V左右时,其温度系数近似为零。
目前低温度系数的稳压管是由两只稳压管反向串联而成,利用两只稳压管处于正反向工作状态时具有正、负不同的温度系数,可得到很好的温度补偿。
③动态电阻rZ。
表示稳压管稳压性能的优劣,一般工作电流越大,rZ越小。
④允许功耗PZ。
由稳压管允许达到的温升决定,小功率稳压管的PZ值为100~1000mW,大功率的可达50W。
⑤稳定电流IZ。
测试稳压管参数时所加的电流。
实际流过稳压管的电流低于IZ时仍能稳压,但rZ较大。
稳压管的最主要的用途是稳定电压。
在要求精度不高、电流变化范围不大的情况下,可选与需要的稳压值最为接近的稳压管直接同负载并联。
在稳压、稳流电源系统中一般作基准电源,也有在集成运放中作为直流电平平移。
其存在的缺点是噪声系数较高,稳定性较差。