器件选型篇：二极管之肖特基选型

二极管的选择相对简单。我相信每个硬件工程师都比较过肖特基二极管和PN结二极管的差异。

差异只有以下结果：

看表中的参数，不严格，只知道两者的相对大小。。

了解上述参数，基本知道什么电路，选择什么类型的二极管。

能用PN使用结二极管的地方PN因为价格便宜，结二极管。

肖特基二极管的优势主要在速度和压降，对这两个没要求的场景，那自然选择更便宜的由PN二极管的结构。

下面说个在在实际工作中可能略的点。

二极管导电压VF：

定义：VF当二极管正向导通时，二极管两端的压降越大，VF越大；当二极管温度越高时，VF越小。

提起二极管导通电压，估计脑子里全是0.7V，形成这种印象并不好，有4点原因。

1、这个0.7V，说的是PN肖特基二极管结二极管较低。

我们经常在电源支路上串联二极管，防止倒灌。

那你担心过二极管上面压降太大吗？

事实上，你可能没有注意到，在需要压降的地方，可能使用小特基二极管，压降有多低？

以英飞凌的BAT60BE以237为例，我截图给大家看。

你看，通过10mA电流，压降只有0.24V。

小特基二极管对于一些小电流防倒灌的情况，电压不能下降太多，比较实用。若工作电流较小，压降可能是零点一伏。

所以，不要看到路中看到二极管，认为压降为0.7V。

2、导通电压门限本身就是一个模糊的定义。

我们知道二极管的伏安特性曲线是对数关系，通过1mA电流是开始导通还是10mA？100mA？

3、有时导通电压会达到1V以上不同型号差别很大。

大电流总是有用的，但不需要太大。A就行。这时PN二极管的结构，其导电压一般为1V左右了。

下图是DIODES超快恢复二极管系列品牌，可见1A导通电压为1V以上，其中耐压600V上述二极管导通电压已达到1.7V。

还说导电电压0.7V吗？

4、发光二极管导压差更大

发光二极管也是二极管，但差别更大。

发光二极管颜色多样，导电压不同：例如红色为2V左右，蓝色约2.8V左右等等

二极管漏电流（leakage Current）

值得一提的是，肖特基二极管的漏电流是PN结二极管的100倍左右。

还有一点就是漏电流和温度有很大关系。温度越高，漏电流越大。

这是因为漏电流是由少子决定的，温度越高，本征激发越强，少子浓度越高。

有图有真相，下面比较一下肖特基二极管和PN二极管漏电流大小。

可见肖特基二极管漏电流大，125摄氏度甚至达到5摄氏度mA。

同时，漏电流的大小与温度密切相关，125℃是25℃的几十倍。

反向饱和漏电流IR：

IR指二极管两端加反向电压时流过二极管的电流。肖特基二极管反向泄漏电流较大。尽量选择肖特基二极管IR较小的二极管。

反向恢复时间Trr：

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，通常会推迟一点时间。电流截止延迟的数量是反向恢复时间。虽然直接影响二极管的开关速度，但不一定意味着值小。也就是说，当二极管突然从导通反向时，反向电流从大衰减到接近IR时间。当高频开关状态下大功率开关管工作时，。

额定电流IF

指二极管长期运行时，根据允许温升计算的平均电流值。

最大浪涌电流IFSM

允许流过的过量正电流。它不是正常电流，而是瞬时电流，相当大。

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，而是反复的正反向电压。由于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。目前肖特基最高VRM值为150V。

最大直流反向电压VR

上述最大反向峰值电压是反复增加的峰值电压，VR是连续加直流电压时的值。对于直流电路，最大直流反向电压对于确定允许值和上限值非常重要.

工作频率最高fM

由反向恢复时间决定的PN当工作频率超过一定值时，其单向导电性会变差。肖特基二极管fM最高值为100GHz。

耐压：记住肖特基二极管耐压值，很难做高就行吧，一般不超过100V，当然也有更高的，这里只说常见。PN二极管可以做得很高。

最大耗散功率P

二极管中有电流流过，就会吸热，而使自身温度升高。在实际中外部散热状况对P也是影响很大。具体讲就是加在二极管两端的电压乘以流过的电流加上反向恢复损耗。

肖特基二极管工作参数

肖特基二极管选型要点

根据开关电源输出的电压VO、电流IO、确定要选择的肖特基二极管类型，如散热、负载、安装要求、温升等。

1.在一般设计中，我们应该留出一定的余量

比如，VR额定值低于80%(特殊情况下可控制在50%以下)，IF40%以下的额定值。

在单端反激(FLY-BACK)假设一个产品在开关电源中：输入电压VIMAX=350VDC，输出电压VO=5V，电流IO=1A。根据计算公式，整流二极管的反向电压需要 VR、正向电流IF满足以下条件：

VR≥2VI×NS/NP

IF≥2IO/(1-θMAX)

其中：

NS/NP变压器次、初级匝比

θMAX最大占空比

假设，NS/NP=1/20，θMAX=0.35

则VR≥2×350/20=35(V)

IF≥2×1/(1-0.35)=3(A)

这样，我们可以参考选择SR340或1N5822。若产品为风扇冷却，则可将管道余量留小。TO220、TO3P根据具体情况选择封装管道。半密封管的散热优于全密封管，但应注意散热器与中间管脚相连。如果负载为容性负载，建议IF留出20%的余量。

注意功率肖特基二极管的散热和安装形式，了解产品是自然冷却还是风扇冷却。管道应安装在易于通风和散热的地方，以提高产品的可靠性。TO-220、TO-3P型的管子与散热器之间要加导热硅脂，使管子与散热器之间接触良好。DO-41、DO-201AD根据实际情况，封装管道可采用立式、卧式、架空等方式安装。

strong>2.正确选择肖特基二极管的RC补偿网络-RC缓冲器

由于高频变压器的漏电感和管子的结电容在截止时形成一个谐振电路，它可导致瞬时过压振荡。因此，有必要在电源输出中设置RC缓冲器以保护管子的安全。另外，RC网络还可减少输出噪声，减少管子的热耗，提高产品的效率和可靠性。

缓冲器的选择原则是，既使缓冲器有效，又能尽量减少损耗。下面是参考公式。

R=√(Li/Cj)/n

式中：Li为变压器漏电感(μH)

CJ为管子的结电容(PF)

 N为原副边匝比(NP/NS) 

电容C可任意地从0.01到0.1μF之间取,具体值有实验确定。

如对VO=5V，可选R=5.1Ω，0.5W,C=0.01μF

IR小的管子，热耗小，所以同样情况下，可选择IR小的管子。

设计PCB时，要使管子及散热器尽量远离电解电容器等对热敏感的器件。以增加产品的寿命。

焊接管子的焊盘要足够大，焊接牢靠，避免由于热应力造成脱焊。

肖特基二极管一旦选用后，要经模拟实验，在产品输入、输出最坏的情况下测量其温升及工作波形，确认各项指标不要超过其极限参数。