贴片二极管的技术指标及常见问题解答

贴片二极管的技术指标及常见问题解答
贴片二极管的技术指标的定义
一般说来，普通二极管的技术指标的定义
1、不重复最大浪涌电流：
1N4007的定义：8.3毫秒30A
MDD95的定义：10毫秒2800A，8.3毫秒3300A
二者定义的电流都是有效值。

从MDD95的定义可以看出，时间越短，允许浪涌电流越大。

这是普遍规律。

由于浪涌电流会使二极管在很短的时间内产生大量热，结温快速上升，在器件内部产生机械应力，因此对于大功率二极管模块而言，机械应力容易造成芯片与绝缘基板开裂，浪涌电流要留有足够的余量。

2、雪崩能量：
简单的说，雪崩能量的大小，表明了二极管抵抗过电压击穿的能力。

电网情况可能是很糟糕的，大电机启动和停止的瞬时，大可控硅开通的瞬时，雷击等等，都会在电网上产生很高的电压尖峰。

整流桥是直接与电网连接的，所以，有可能过压击穿。

但是，只要二极管所承受的过压击穿的能量小于雪崩能量，二极管是不会损坏的。

各家公司生产的二极管雪崩能量是有差异的，可是，几乎所有的普通二极管产品规格书都没有这项数据。

我们所用的AC275V的安规(X2)电容，极限耐压2000V以上，并且能自愈就是这个道理。

3、最高重复峰值反向电压(耐压)及最大反向电流：
这两个技术参数有一定的关联，放在一起说。

电源中整流桥的损坏常常是耐压问题，如何通过检验对二极管的耐压品质作出判断呢?这是提高产品可靠性的关键。

贴片二极管的反向特性曲线必须是硬特性，软特性的二极管反向漏电流必然大，
这种情况造成的损坏表现是PCB板变色，烧焦。

检验反向耐压的一致性。

如果抽检一批二极管，虽然全部达到要求，耐压值的离散性大于20%，在长期使用时就可能有问题。

高温反偏试验：抽检，施加80%的反向额定电压(DC)，150℃，96小时。

这个试验是对二极管耐压的最严厉的考验，如果通过，其耐压品质堪称一流。

如果降低要求，施加70%的反向额定电压，其他不变。

贴片二极管管是最简单的半导体设备？
发光二极管通常称为LED，它们虽然名不见经传，却是电子世界中真正的英雄。

它们能完成数十种不同的工作，并且在各种设备中都能找到它们的身影。

它们用途广泛，例如它们可以组成电子钟表表盘上的数字，从遥控器传输信息，为手表表盘照明并在设备开启时向您发出提示。

如果将它们集结在一起，可以组成超大电视屏幕上的图像，或是用于点亮交通信号灯。

本质上，LED只是一种易于装配到电子电路中的微型灯泡。

但它们并不像普通的白炽灯，它们并不含有可烧尽的灯丝，也不会变得特别烫。

它们能够发光，仅仅是半导体材料内的电子运动的结果，并且它们的寿命同普通的晶体管一样长。

贴片二极管是最简单的一种半导体设备。

广义的半导体是指那些具有可变导电能力的材料。

大多数半导体是由不良导体掺入杂质（另一种材料的原子）而形成的，而掺入杂质的过程称为掺杂。

就LED而言，典型的导体材料为砷化铝镓(AlGaAs)。

在纯净的砷化铝镓中，每个原子与相邻的原子联结完好，没有多余的自由电子（带负电荷的粒子）来传导电流。

而材料经掺杂后，掺入的原子打破了原有平衡，材料内或是产生了自由电子，或是产生了可供电子移动的空穴。

无论是自由电子数目的增多还是空穴数目的增多，都会增强材料的导电性。

具有多余电子的半导体称为N型材料，因其含有多余的带负电荷的粒子。

在N 型材料中，自由电子能够从带负电荷的区域移往带正电荷的区域。

拥有多余空穴的半导体称为P型材料，因为它在导电效果上相当于含有带正电荷的粒子。

电子可以在空穴间转移，从带负电荷的区域移往带正电荷的区域。

因此，空穴本身就像是从带正电荷的区域移往带负电荷的区域。

一个贴片二极管由一段P型材料同一段N型材料相连而成，且两端连有电极。

这种结构只能沿一个方向传导电流。

当二极管两端不加电压时，N型材料中的电子会沿着层间的PN结(junction)运动，去填充P型材料中的空穴，并形成一个耗尽区。

在耗尽区内，半导体材料回到它原来的绝缘态——即所有的空穴都被填充，因而耗尽区内既没有自由电子，也没有供电子移动的空间，电荷则不能流动。

为了使耗尽区消失，必须使电子从N型区域移往P型区域，同时空穴沿相反的方向移动。

为此，您可以将贴片二极管N型的一端与电路的负极相连，同时P 型的那一端与正极相连。

N 型材料中的自由电子被负极排斥，又被正极吸引；而P型材料中的空穴会沿反方向移动。

如果两电极之间的电压足够高，耗尽区内的电子会被推出空穴，从而再次获得自由移动的能力。

此时耗尽区消失，电荷可以通过二极管。

如果您试图让电流沿反方向流动，将P型端连接到电路负极、N型端连接到正极的话，电流将不会流动。

N型材料中带负电的电子会被吸引到正极上；P型材料中带正电的空穴则会被吸引到负极上。

由于空穴与电子各自沿着错误的方向运动，PN结将不会有电流通过，耗尽区也会扩大。

当电路的正极连接到N型层、负极连接到P型层时，自由电子会聚集在贴片二极管的一端，同时空穴会聚集在另一端。

耗尽区会扩大。

贴片二极管的常见问题全面解答
二极管反向截止时，可以承受一定的反压，那么其最高可承受的反压就是额定电压。

比如5A/100V的二极管，其额定反压就是100V。

虽然，所有二极管厂家都会留一定的裕量，100V的二极管通常用到110V都不会有问题，但是不建议这么用，因为超过额定值，厂家就不会保证其可靠性，出了问题就是你的问题了。

而且很多电源设计公司，为了保障可靠性，还会降额设计。

1. 什么是二极管的正向冲击电流?
开关电源在开机或者其他瞬态情况下，需要贴片二极管能够承受很大的冲击电流而不坏，当然这种冲击电流应该是不重复性，或者间隔时间很长的。

通常二极管的数据手册都有定义这个冲击电流，其测试条件往往是单个波形的冲击电流，比如单个正弦波，或者方波。

其电流值往往可达几百。

2. 什么是二极管的正向导通压降?
贴片二极管在正向导通，流过电流的时候会产生压降。

这个压降和正向电流以及温度有关。

通常硅二极管，电流越大，压降越大。

温度越高，压降越小。

但是碳化硅二极管却是温度越高，压降越大。

3. 什么是二极管的反向漏电流?
二极管在反向截止的时候，并不是完全理想的截止。

在承受反压得时候，会有些微小的电流从阴极漏到阳极。

这个电流通常很小，而且反压越高，漏电流越大，温度越高，漏电流越大。

大的漏电流会带来较大的损耗，特别在高压应用场合。

4. 二极管正向导通时候瞬态过程是怎样?
对于二极管的瞬态过程，通常关心比较多的是反向恢复特性。

但是其实二极管从反偏转为正向导通的过程也有值得注意的地方。

在贴片二极管刚导通的时候，正向压降会先上升到一个最大值，然后才会下降到稳态值。

而这个最大值，随di/dt 的增大而增大。

也就是说二极管带导通瞬间会产生一个正向尖峰电压，而且电压要大于稳态电压。

快恢复管的这个正向尖峰电压比较小，慢恢复管就会很严重。

这个就引出了另外一个问题：
5. 在RCD钳位电路中，二极管到底选慢管，还是快管?
RCD电路常用于一些需要钳位的场合，比如flyback原边MOS的电压钳位，次级整流管的电压钳位。

有些技术文献说应该用慢恢复管，理由是慢恢复管由于其反向恢复时间比较长，这样钳位电容中的一部分能量会在贴片二极管反向恢复过程中回馈给电路，这样整个RCD电路的损耗可以降低。

不过这个只适合小电流，低di/dt的场合。

比如小功率flyback的原边钳位电路。

但是不适合大电流，高di/dt 的钳位场合，比如大电流输出的电源的次级钳位电路。

因为，慢恢复管在导通的时候会产生很高导通压降尖峰，导致虽然钳位电容上的电压很低，但是却没法钳住尖峰电压。

所以应该选择肖特基二极管之类。