【E課堂】不可不知的15個(gè)功率二極管知識點(diǎn)

　　匯總了一下15個(gè)關(guān)于功率二極管知識點(diǎn)，一起學(xué)習一下：

　　1什么是二極管的正向額定電流?

　　二極管的額定電流是二極管的主要標稱(chēng)值，比如5A/100V的二極管，5A就是額定電流。通常額定電流的定義是該二極管所能 通過(guò)的額定平均電流。但是有些的測試前是方波，也就是可以通過(guò)平均值為5A的方波電流。有些得測試前提是直流，也就是能通過(guò)5A的直流電流。理論上來(lái)說(shuō)， 對于硅二極管，以方波為測試條件的二極管能通過(guò)更大的直流電流，因為同樣平均電流的方波較于直流電流，會(huì )給二極管帶來(lái)更大損耗。那么5A的二極管是否一定能通過(guò)5A的電流?不一定，這個(gè)和溫度有關(guān)，當你的散熱條件不足夠好，那么二極管能通過(guò)的電流會(huì )被結溫限制。

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　　什么是二極管的反向額定電壓?

　　二極管反向截止時(shí)，可以承受一定的反壓，那么其最高可承受的反壓就是額定電壓。比如5A/100V的二極管，其額定反壓就是100V。雖然，所有二極管廠(chǎng)家都會(huì )留一定的裕量，100V的二極管通常用到110V都不會(huì )有問(wèn)題，但是不建議這么用，因為超過(guò)額定值，廠(chǎng)家就不會(huì )保證其可靠性，出了問(wèn)題就是你的問(wèn)題了。而且很多電源設計公司，為了保障可靠性，還會(huì )降額設計。

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　　什么是二極管的正向沖擊電流?

　　開(kāi)關(guān)電源在開(kāi)機或者其他瞬態(tài)情況下，需要二極管能夠承受很大的沖擊電流而不壞，當然這種沖擊電流應該是不重復性，或者間隔時(shí) 間很長(cháng)的。通常二極管的數據手冊都有定義這個(gè)沖擊電流，其測試條件往往是單個(gè)波形的沖擊電流，比如單個(gè)正弦波，或者方波。其電流值往往可達幾百。

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　　什么是二極管的正向導通壓降?

　　二極管在正向導通，流過(guò)電流的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生壓降。這個(gè)壓降和正向電流以及溫度有關(guān)。通常硅二極管，電流越大，壓降越大。溫度越高，壓降越小。但是碳化硅二極管卻是溫度越高，壓降越大。

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　　什么是二極管的反向漏電流?

　　二極管在反向截止的時(shí)候，并不是完全理想的截止。在承受反壓得時(shí)候，會(huì )有些微小的電流從陰極漏到陽(yáng)極。這個(gè)電流通常很小，而且反壓越高，漏電流越大，溫度越高，漏電流越大。大的漏電流會(huì )帶來(lái)較大的損耗，特別在高壓應用場(chǎng)合。

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　　什么是二極管的反向恢復時(shí)間和反向恢復電流?

　　這個(gè)是二極管的重要指標，所謂的快恢復，慢恢復二極管就是以此為標準。二極管在從正偏轉換到反偏的時(shí)候，會(huì )出現較大的反向恢復電流從陰極流向陽(yáng)極，其反向電流先上升到峰值，然后下降到零。那么其上升下降的時(shí)間就是反向恢復時(shí)間，峰值電流就是反向恢復電流。這個(gè)在高頻率的應用中會(huì )帶來(lái)很大損耗。而反向恢復時(shí)間和電流和二極管截止時(shí)，正向電流的下降速率正相關(guān)。解決這個(gè)問(wèn)題，一就是用恢復時(shí)間更快的二極管，二是采用ZCS方式關(guān)斷二極管。

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　　什么是軟恢復二極管?

　　二極管在反向恢復的時(shí)候，反向電流下降的比較慢的，稱(chēng)為軟恢復二極管。軟恢復對減小EMI有一定的好處。

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　　什么是二極管的結電容?

　　結電容是二極管的一個(gè)寄生參數，可以看作在二極管上并聯(lián)的電容。

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　　什么是二極管的寄生電感?

　　二極管寄生電感主要由引線(xiàn)引起，可以看作串聯(lián)在二極管上的電感。

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　　二極管正向導通時(shí)候瞬態(tài)過(guò)程是怎樣?

　　對于二極管的瞬態(tài)過(guò)程，通常關(guān)心比較多的是反向恢復特性。但是其實(shí)二極管從反偏轉為正向導通的過(guò)程也有值得注意的地方。在二極管剛導通的時(shí)候，正向壓降會(huì )先上升到一個(gè)最大值，然后才會(huì )下降到穩態(tài)值。而這個(gè)最大值，隨di/dt的增大而增大。也就是說(shuō)二極管帶導通瞬間會(huì )產(chǎn)生一個(gè)正向尖峰電壓，而且電壓要大于穩態(tài)電壓?？旎謴凸艿倪@個(gè)正向尖峰電壓比較小，慢恢復管就會(huì )很?chē)乐?。這個(gè)就引出了另外一個(gè)問(wèn)題：

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　　在RCD鉗位電路中，二極管到底選慢管，還是快管?

　　RCD電路常用于一些需要鉗位的場(chǎng)合，比如flyback原邊MOS的電壓鉗位，次級整流管的電壓鉗位。有些技術(shù)文獻說(shuō)應該用慢恢復管，理由是慢恢復管由于其反向恢復時(shí)間比較長(cháng)，這樣鉗位電容中的一部分能量會(huì )在二極管反向恢復過(guò)程中回饋給電路，這樣整個(gè)RCD電路的損耗可以降低。不過(guò)這個(gè)只適合小電流，低di/dt的場(chǎng)合。比如小功率flyback的原邊鉗位電路。但是不適合大電流，高di/dt的鉗位場(chǎng)合，比如大電流輸出的電源的次級鉗位電路。因為，慢恢復管在導通的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生很高導通壓降尖峰，導致雖然鉗位電容上的電壓很低，但是卻沒(méi)法鉗住尖峰電壓。所以應該選擇肖特基二極管之類(lèi)。

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　　什么是肖特基二極管?

　　肖特基二極管是一種利用肖特基勢壘工藝的二極管，和普通的PN結二極管相比，其優(yōu)點(diǎn)：更快的反向恢復時(shí)間，很多稱(chēng)之為0反向恢復時(shí)間。雖然并不是真的0反向恢復時(shí)間，但是相對普通二極管要快非常多。其缺點(diǎn)：反向漏電流比較大，所以沒(méi)法做成高壓的二極管。目前的肖特基二極管,基本都是 200V以下的。雖然有些公司可以提供高壓的肖特基硅二極管，但是也是將幾個(gè)二極管串聯(lián)之后封裝在一起。當然也有公司稱(chēng)有獨特的工藝，可以制造高壓肖特基二極管，但并不知曉是什么樣的工藝。

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　　什么是碳化硅二極管?

　　通常大家所用的基本都是以硅為原料的二極管，但是最近比較熱門(mén)的碳化硅二極管是用碳化硅為原料的二極管。目前常見(jiàn)的多為高壓的肖特基碳化硅二極管，其優(yōu)點(diǎn)：反向恢復特性很好，媲美肖特基硅二極管。但是可以做高壓的二極管。在PFC中已有較多應用。缺點(diǎn)：正向導通壓降比較大。還有一點(diǎn)與硅二極管不同的是其導通壓降隨溫度上升反而增大。早期的碳化硅二極管，還有可承受沖擊電流小，可靠性不高等缺點(diǎn)。但是目前已有很大改善。

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　　什么是砷化鎵二極管?

　　說(shuō)實(shí)話(huà)，我聽(tīng)說(shuō)砷化鎵材料早于碳化硅，但是后來(lái)就較少聽(tīng)說(shuō)了。目前砷化鎵在LED上似乎有些應用，但是功率器件上卻還比較少。

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　　二極管適合并聯(lián)么?

　　理論上來(lái)說(shuō)硅二極管，由于導通壓降隨溫度上升而下降，所以是不適合并聯(lián)的，但是現在很多二極管會(huì )把兩個(gè)單管封裝在一起，這樣溫升相對均勻，給并聯(lián)帶來(lái)好處。但是碳化硅是的壓降是隨溫度上升而上升，理論上是適合并聯(lián)的。