二极管知识点

1.肖特基二极管肖特基（Schottky）二极管，又称肖特基势垒二极管(以下简称SBD），它是一种低功耗、超高速半导体装置。最显著的特点是反向恢复时间很短(可以小到几纳秒)，正向导通压降只有0.4V左右。它主要用高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管，也用于微波通信等电路的整流二极管、小信号检波二极管。常见于通信电源、变频器等。
肖特基二极管参数说明：
(1) VF 正向压降 Forward Voltage Drop。
(2) VFM 最大正向压降 Maximum Forward Voltage Drop 。
(3) VBR 反向击穿电压 Breakdown Voltage。
(4) VRMS 能承受的反向有效电压RMS Input Voltage 。
(5) VRRM峰值反复反向电压 Peak Repetitive Reverse Voltage。
(6) VRSM Non Repetitive Peak Reverse Voltage (halfwave, single phase, 60 Hz)非反复峰值电压(半波，单相，60Hz)
(7) VRWM 反向峰值工作电压 Working Peak Reverse Voltage 。
(8) VDC 最大直流截止电压 Maximum DC Blocking Voltage 。
(9) Trr 反向恢复时间 Reverse Recovery Time
(10) IF(AV) 正向电流 Forward Current
(11) IFSM 最大正向浪涌电流 Maximum Forward Surge Current
(12) IR 反向电流 Reverse Current
(13) TA 环境温度或自由空气温度 Ambient Temperature
(14) TJ 工作结温 Operating Junction Temperature
(15) TSTG 储存温度 Storage Temperature Range
(16) TC 管子壳温 Case Temperature

肖特基缺点
肖特基二极体最大的缺点是反向偏压低，反向泄漏电流大。例如，由硅和金属制成的肖特基二极体的反向偏压额定耐压最高只有 50V，反向泄漏电流值为正温度特性，随着温度的升高容易迅速增加。在实际设计中，应注意其热失控的隐患。为避免上述问题，肖特基二极体实际使用时的反向偏压会比额定值小很多。但肖特基二极体的技术也有所进步，其反向偏压的额定值最大可达200V。也就是说，肖特基最多2000V。

2.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
额定整流电流是指二极管长期运行时，根据允许温升计算的平均电流值，目前大功率整流二极管IF值可达1000A。二极管的正向电流实际上分为额定整流电流IF、峰值电流可重复IFRM、不峰值电流可重复IFSM，IFSM是二极管能承受的最大浪涌电流。
(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， 指整流后的直流电流，是设计中非常重要的值。规格通常小于IF。
(4).最大浪涌电流
允许流过的正电流不是正常电流，而是瞬时电流，相当大。
(5).最大反向峰值电压VRM
即使没有反向电流，只要反向电压不断增加，迟早会损坏二极管。这种反向电压不是瞬时电压，而是反复增加的正反向电压。 交流电压被添加到整流器中，其最大值是指定的重要因素。最大反向峰值电压VRM指最大反向电压，以避免击穿。目前最高的VRM值可达几千伏。
(6).最大反向直流电压VR
上述最大反向峰值电压是反复增加的峰值电压，VR是直流电路连续加直流电压时的值。最大直流反向电压对于确定允许值和上限值非常重要.
(7).工作频率最高fM
由于PN当工作频率超过一定值时，其单向导电性会变差。点接触式二极管fM值较高，在100MHz以上；二极管整流fM低，一般不高于几千赫。高频线路中结电容过大会导致容抗低，可能是旁路二极管。
二极管的最和反向恢复时间共同影响二极管的最高工作频率。
(8).反向恢复时间Trr（Trr与fM有什么关系？
当工作电压从正向电压变为反向电压时，二极管工作的理想情况是电流可以瞬时停止。事实上，反向恢复时间可以延迟一点时间Trr即当二极管突然从导通反向时，反向电流从大衰减到接近IR(反向饱和漏电流)所需时间。虽然直接影响二极管的开关速度，但不一定意味着值小。高频开关状态下大功率开关管工作时Trr一是会影响开关速度，二是管道可能过热烧坏。
影响反向恢复时间的关键因素在于制成PN结时少数载流子的数量越少，反向恢复时间越短。
(9).最大功率P
最大功率P是添加到二极管两端的电压乘以流过的电流。当二极管两端的电压和流过的电流乘积大于P时，管道会因过热而燃烧。这一极限参数对稳压二极管和可变电阻二极管尤为重要。

3 .二极管的选择
1.根据主要参数进行选择

(1)额定正工作电流
额定正向工作电流是二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。

(2)最大浪涌电流
最大浪涌电流是允许流过的过量正电流。它不是正常电流，而是瞬时电流。其值通常约为额定正工作电流的20倍。

(3)最高反向工作电压
当二极管两端的反向工作电压达到一定值时，管道将被击穿，失去单向导电能力。为确保使用安全，规定了最高反向工作电值。lN4001二极管反向耐压500V，lN4007的反向耐压为1000V。

(4)反向电流
反向电流是指二极管在规定温度和最高反向电压下流过二极管的反向电流。反向电流越小，管道的单向导电性越好。

反向电流与温度密切相关，温度每升高10左右℃，反向电流翻倍。

硅二极管在高温下比锗二极管稳定性好。

(5)反向恢复时间
当电流从正向电压变为反向电压时，电流通常不能立即停止，延迟一点时间，即反向恢复时间。它直接影响二极管的开关速度。

(6)最大功率
最大功率是添加到二极管两端的电压乘以流过的电流。这个极限参数特别适用于稳压二极管。

(7)频率特性
由于结电容的存在，当频率高到一定程度时，容抗小到使 PN 短路。二极管失去单向导电性，无法工作，PN 结面积越大，结电容越大，高频工作越少。

4.选择不同的二极管

(1)检波二极管
点接触锗二极管一般可用于检波二极管。选择时，应根据电路的具体要求选择工作频率高、反向电流小、正电流足够大的检波二极管。

(2)二极管整流
在各种电源整流电路中，整流二极管一般为平面硅二极管。在选择整流二极管时，应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率和反向恢复时间。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，只需根据电路要求选择最大整流电流和最大反向工作电流。

(3)稳压二极管
稳压二极管一般用作稳压电源中的基准电压源或过压保护电路中的保护二极管。选用的稳压二极管应满足应用电路主要参数的要求。稳压二极管的稳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的50%左右。

(4)开关二极管
开关二极管主要用于开关电路、检波电路、高频脉冲整流电路等家用电器和电子设备。

可选择中速开关电路和检波电路AK一系列普通开关二极管。可选择高速开关电路RLS系列、1SS系列、1N系列、2CK高速开关二极管系列。

开关二极管的具体型号应根据应用电路的主要参数（如正电流、最高反向电压、反向恢复时间等）进行选择。

(5)变容二极管
选用变容二极管时，应着重考虑其工作频率、最高反向工作电压、最大正向电流和零偏压结电容等参数是否符合应用电路的要求，应选用结电容变化大、高Q值、反向漏电流小的变容二极管。

5、TVS二极管选型
(1)最小击穿电压VBR和击穿电流I R 。 VBR是TVS最小击穿电压为25℃时，低于此电压TVS没有雪崩。当TVS流过规定的1mA电流（IR ）时，加于TVS两极的电压最小击穿电压V BR 。按TVS的VBR与标准值的离散程度可以控制VBR分为5%和10%。对于5％的VBR来说，VWM =0.85VBR；对于10％的VBR来说，V WM =0.81VBR。为了满足IEC61000-4-2国际标准，TVS二极管必须达到最小8kV（接触）和15kV（空气）的ESD一些半导体制造商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。设计师可根据需要选择一些有特殊要求的可携式设备应用。

(2)最大反向泄漏电流ID与额定反向切断电压VWM。 VWM它是二极管在正常状态下可承受的电压，应大于或等于受保护电路的正常工作电压，否则二极管将继续截止电路电压；但它需要尽可能接近受保护电路的正常工作电压，以避免TVS工作前，整个回路面临过压威胁。当额定反向切断电压时，VWM加于TVS在两极之间，它处于反向切断状态，其电流应小于或等于其最大反向泄漏电流ID。

(3)最大钳位电压VC最大峰值脉冲电流I PP 。持续时间为20ms脉冲峰值电流IPP流过TVS两端最大峰值电压为VC。 V C 、IPP反映了TVS突波抑制能力。 VC与VBR比例称为钳位因子，一般为1.2~1.4之间。 VC是二极管在截止状态下提供的电压，即ESD通过冲击状态TVS其电压不得大于受保护电路的极限电压，否则元件将面临损坏的风险。

（4）Pppm基于最大截止电压和此时峰值脉冲电流的额定脉冲功率。对于手持设备一般来说500W的TVS就足够了。最大峰值脉冲功耗PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功耗值。在特定的最大钳位电压下，功耗PM越大，其突波电流的承受能力越大。在特定的功耗PM下，钳位电压VC越低，其突波电流的承受能力越大。另外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且，TVS所能承受的瞬态脉冲是不重覆的，元件规定的脉冲重覆频率（持续时间与间歇时间之比）为0.01％。如果电路内出现重覆性脉冲，应考虑脉冲功率的累积，有可能损坏TVS。

（5）电容器量C。电容器量C是由TVS雪崩结截面决定的，是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS管的电流承受能力成正比，C太大将使讯号衰减。因此，C是数据介面电路选用TVS的重要参数。电容器对于数据/讯号频率越高的回路，二极管的电容器对电路的干扰越大，形成噪音或衰减讯号强度，因此需要根据回路的特性来决定所选元件的电容器范围。高频回路一般选择电容器应尽量小（如SAC（500W，50pF，±10%）、LCE（1.5KW，100pF）、低电容器TVS），而对电容器要求不高的回路电容器选择可高于40pF。