Quais parâmetros elétricos devem ser considerados ao selecionar diodos?

一, parâmetros elétricos básicos: determinar o desempenho básico do dispositivo
1. Drop de tensão positiva (VF)
A queda de tensão direta é a diferença de tensão entre o ânodo e o cátodo quando um diodo está conduzindo, o que afeta diretamente a eficiência do circuito. O valor típico dos diodos de silício é 0,6 - 0,7V, enquanto os diodos schottky podem ser tão baixos quanto 0,2-0,4V. Em cenários de baixa tensão e alta corrente (como conversores DC-DC), a redução da VF em 0,1V pode aumentar a eficiência em 2-3%. Por exemplo, em um circuito de saída de 5V/3A, usando um diodo Schottky com VF =0.3 V (como 1N5819) pode reduzir o consumo de energia em 12W em comparação com um diodo de silício regular (VF =0.7 v).
2. Corrente retificada máxima (se)
Este parâmetro define a corrente média máxima pela qual um diodo pode passar em Long - operação estável, determinada pela área de junção PN e condições de dissipação de calor. Por exemplo, o diodo do retificador 1N4007 possui um IF de 1a, mas sua corrente de pico real pode atingir 30a (pulso não repetitivo). Ao selecionar, é necessário considerar:
Corrente de trabalho contínuo: uma margem de 20 a 30% deve ser deixada
Corrente de trabalho de pulso: parâmetros de referência ifsm (corrente de onda não repetitiva)
Projeto de dissipação de calor: o pacote to-220 tem mais de 5 vezes maior capacidade de dissipação de calor que o pacote SOD-123
3. Tensão de ruptura reversa (VBR) e tensão operacional reversa máxima (VRM)
O VBR é a tensão crítica para a quebra reversa do diodo, enquanto o VRM normalmente leva de 60 a 80% do VBR como a zona operacional segura. Por exemplo, em um circuito retificador de 220V CA, os diodos com VRM maior ou igual a 600V (como 1N4007 com VRM =1000 v) precisam ser selecionados. Atenção deve ser dada a cenários especiais:
Overtoltagem transitória: considere combinar o Diodo VBR do TVS com a tensão de grampo (VC)
Aplicação de alta tensão: a estrutura do pino Diodo de recuperação rápida pode suportar milhares de volts de tensão reversa
4. Corrente de vazamento reverso (IR)
A IR reflete a capacidade de corte reversa dos diodos e, para cada aumento de 25 graus de temperatura, o IR aumenta em aproximadamente 10 vezes. Em altos circuitos de detecção de tensão -, o IR excessivo pode levar a erros de medição. Por exemplo, o diodo do detector de germânio 2AP pode atingir um IR de 100 μ A em VR =50 V, enquanto o silício - baseado 1N4148 tem um IR de<0.1 μ A under the same conditions.
2, parâmetros característicos dinâmicos: afetando alto - frequência e desempenho de comutação
5. Tempo de recuperação reversa (TRR)
O TRR é o tempo de transição de um diodo da condução para o corte, o que é crucial para a eficiência da troca de fontes de alimentação. O diodo do retificador tradicional TRR pode atingir centenas de nanossegundos, enquanto os diodos de recuperação rápidos (como o FR107) podem diminuí -lo para 50ns, e os diodos schottky podem diminuí -lo para alguns nanossegundos. Em uma fonte de alimentação de comutação de 500kHz, o uso de um diodo de recuperação rápido com TRR =20 ns pode melhorar a eficiência em mais de 5% em comparação com os diodos comuns.
6. Capacitância de junção (CJ)
O CJ é composto por capacitores de difusão e capacitores de barreira, que afetam diretamente a integridade dos sinais de frequência -}. Nos circuitos de RF, o CJ excessivo pode causar atenuação do sinal e distorção de fase. Por exemplo:
1n4148 Diodo de interruptor de sinal pequeno cj =4 pf (@ vr =0 v)
Série HSMS-286X Diodo Schottky CJ<0.6pF, suitable for GHz level applications
Diodos de varactor podem atingir a variação contínua de CJ ajustando a tensão reversa, que é usada para ajustar os circuitos
7. Frequência operacional máxima (FM)
FM é determinado em conjunto por TRR e CJ, com uma faixa de valor típica de:
Diodo retificador:<1kHz
Diodo de recuperação rápida: 10kHz-1MHz
Diodo Schottky: acima de 100mHz
Diodo de capacitância variável: capaz de atingir o nível GHz
3, parâmetro extremo: verifique se a operação segura do dispositivo
8. Corrente de onda não repetitiva (IFSM)
O IFSM define a corrente máxima de pulso que um diodo é permitido suportar dentro de um período de 10ms, normalmente 5 - 20 vezes o de IF. A verificação das chaves é necessária em cenários como inicialização de motor e carregamento de capacitores:
1N5408 Diodo do retificador ifsm =200 a (@ 10ms)
A energia de onda real precisa ser calculada usando a fórmula: e=i ² rmst (onde eu é a corrente de surto e t é a duração)
9. Temperatura da junção (TJ) e resistência térmica (R θ JA)
TJ é a temperatura mais alta dentro do chip, geralmente não superior a 150 graus para tubos de silício. A resistência térmica R θ JA reflete a capacidade de dissipação de calor, por exemplo:
Embalagem SOD-123: r θ ja ≈ 300 graus /w
Pacote to-220 (com dissipador de calor): r θ ja<10 ℃/W
A temperatura real da junção pode ser calculada usando a fórmula tj=ta+p × r θ ja (onde ta é a temperatura ambiente e p é o consumo de energia).
10. Dissipação de energia (PD)
PD define o consumo máximo de energia de um diodo sob condições específicas de dissipação de calor, que precisam ser comparadas ao consumo real de energia do circuito. Por exemplo:
O PD de 1N4007 no ar livre é 1W
Sob condições de resfriamento de ar forçado, ele pode ser aumentado para 3W
O consumo de energia real precisa ser calculado usando p=vf × se, com uma margem de 50% à esquerda
4, parâmetros de aplicação especiais: seleção chave para cenário baseada em cenários
11. Parâmetros de estabilização de tensão (VZ, RZ)
Os diodos Zener precisam prestar atenção a:
Tensão estável (VZ): a precisão pode atingir ± 1%, ± 2%
Resistência dinâmica (RZ): reflete o desempenho da estabilização de tensão, valor típico de 0,1-100 Ω
Coeficiente de temperatura de tensão: por exemplo, o regulador de tensão do tipo 2DW7C possui um coeficiente de temperatura de +0.07%/ grau
12. Parâmetros de proteção ESD (Diodo TVS)
Diodo de supressão de tensão transitória precisa ser verificado:
Tensão de quebra (VBR): um pouco mais alta que a tensão operacional do circuito
Tensão de grampo (VC): a tensão de proteção em uma corrente de pulso especificada
Peak Pulse Power (PPP): por exemplo, o PPP do SMAJ5.0A TVS é de 400W (@ 8/20 μ S de forma de onda)
5, metodologia de seleção: método de quatro etapas para correspondência de parâmetros
Definição do cenário: defina claramente o tipo de aplicativo (regulação/proteção de retificação/comutação/tensão)
Filtragem de parâmetros: selecione Modelos com base nos parâmetros principais (VF/IF/VRM/TRR)
Projeto de derrada: tensão/corrente com valor nominal de 80%, temperatura com margem de 50%
Teste de verificação: Meça os principais parâmetros como VF, IR, TRR, etc. através de medições reais de circuito
Caso típico:
No circuito retificador de fonte de alimentação de comutação 48V/10A, as etapas de seleção são as seguintes
Determine requisitos: vf<0.5V, IF ≥ 15A, VRM ≥ 60V, trr<50ns
Modelo de seleção inicial: MBR2060CT Diodo Schottky (VF)=0.45 v@10a, se =20 a, vrm =60 v, trr =10 ns)
Verificação térmica: calcule tj =25 grau +(0,45V × 10a × 0,05 graus /w) =47.5 grau (usando substrato de cobre para dissipação de calor)
Teste real: VF =0.47 V foi medido em condições de carga total, com um aumento de temperatura de 22 graus, que atende aos requisitos de projeto