Какие электрические параметры следует учитывать при выборе диодов?

一, основные электрические параметры: определите основную производительность устройства
1. Положительное падение напряжения (VF)
Впередное падение напряжения - это разность напряжения между анодом и катодом при проведении диода, что напрямую влияет на эффективность схемы. Типичное значение кремниевых диодов составляет 0,6 - 0,7 В, в то время как диоды Шоттки могут составлять всего 0,2-0,4 В. В сценариях низкого напряжения и высокого тока (таких как преобразователи DC-DC) снижение VF на 0,1 В может повысить эффективность на 2-3%. Например, в выходной схеме 5V/3A с использованием диода Шоттки с VF =0.3 V (например, 1N5819) может снизить энергопотребление на 12 Вт по сравнению с обычным кремниевым диодом (VF =0.7 V).
2. Максимальный выпрямленный ток (если)
Этот параметр определяет максимальный средний ток, который диод может проходить через длинный - термин стабильной операции, определяемый площадью ПН -соединения и условиями рассеивания тепла. Например, диод выпрямителя 1N4007 имеет номинальный, если 1a, но его фактический пиковый ток может достигать 30А (не повторяющийся импульс). При выборе необходимо учитывать:
Непрерывный рабочий ток: маржа 20-30% должна быть оставлена
Импульсный рабочий ток: ссылка IFSM (не повторяющийся ток всплеска) Параметры
Проект рассеяния тепла: до-220 пакет имеет более чем в 5 раз выше способности рассеивания тепла, чем пакет SOD-123
3.
VBR является критическим напряжением для разрыва обратного диода, в то время как VRM обычно требует 60-80% VBR в качестве безопасной рабочей зоны. Например, в схеме выпрямителя AC 220V диоды с VRM больше или равны 600 В (например, 1N4007 с VRM =1000 V) необходимо выбрать. Внимание должно быть уделено специальным сценариям:
Переходное перенапряжение: рассмотрите возможность сопоставления VBR диода телевизоров с напряжением зажима (VC)
Применение высокого напряжения: диод быстрого восстановления конструкции может выдерживать тысячи вольт обратного напряжения
4. Обратный ток утечки (IR)
IR отражает способность к обратной отсечке диодов, и для каждого повышения температуры на 25 градусов IR увеличивается примерно в 10 раз. В High - схемы обнаружения напряжения чрезмерная IR может привести к ошибкам измерения. Например, диод детектора 2AP Германия может достичь IR 100 мкл при VR =50 V, в то время как кремний - на основе 1N4148 имеет IR of of<0.1 μ A under the same conditions.
2, Динамические характерные параметры: затрагивание высокого - частоты и производительности переключения
5. Время обратного восстановления (TRR)
TRR - это время перехода диода от проводимости к отсечению, что имеет решающее значение для эффективности расходных материалов для переключения. Традиционный диод выпрямителя может достигать сотен наносекунд, в то время как диоды быстрого восстановления (такие как FR107) могут сократить его до 50 Н., а диоды Шоттки могут даже снизить его до нескольких наносекунд. В питании 500 кГц питания с использованием диода быстрого восстановления с TRR =20 NS может повысить эффективность более чем на 5% по сравнению с обычными диодами.
6. емкость соединения (CJ)
CJ состоит из диффузионных конденсаторов и барьерных конденсаторов, которые непосредственно влияют на целостность высоких частотных сигналов-. В РЧ -цепи чрезмерная CJ может вызвать ослабление сигнала и искажение фазы. Например:
1N4148 Небольшой сигнальный переключатель диод cj =4 pf (@ vr =0 v)
HSMS-286X серия Schottky Diode CJ<0.6pF, suitable for GHz level applications
Диоды вакторов могут достичь непрерывного изменения CJ, регулируя обратное напряжение, которое используется для настройки цепей
7. Максимальная частота работы (FM)
FM совместно определяется TRR и CJ с типичным диапазоном значений:
Выпрямляющий диод:<1kHz
Диод быстрого восстановления: 10 кГц-1 МГц
Schottky Diode: выше 100 МГц
Диод переменного емкости: способный достигать уровня ГГц
3, экстремальный параметр: обеспечить безопасную работу устройства
8. Не повторяющийся ток всплеска (IFSM)
IFSM определяет максимальный ток импульса, что диод может выдержать в течение 10 мс, обычно 5 - в 20 раз больше, чем if. Проверка ключей требуется в таких сценариях, как запуск двигателя и зарядка конденсаторов:
1n5408 Diefier Diode ifsm =200 a (@ 10ms)
Фактическая энергия всплеска должна быть рассчитана с использованием формулы: e=i ² rmst (где я - ток всплеска, а T - продолжительность)
9. Температура соединения (TJ) и термическое сопротивление (r θ Ja)
TJ - самая высокая температура внутри чипа, обычно не превышающая 150 градусов для кремниевых труб. Термическое сопротивление r θ Ja отражает способность рассеивания тепла, например:
SOD-123 Упаковка: r θ Ja ≈ 300 градусов /w
TO-220 Package (с радиатором): r θ Ja<10 ℃/W
Фактическая температура соединения может быть рассчитана с использованием формулы TJ=ta+p × r θ Ja (где TA - температура окружающей среды, а P - энергопотребление).
10. Диссипация власти (PD)
PD определяет максимальное энергопотребление диода в определенных условиях рассеивания тепла, которые должны соответствовать фактическому энергопотреблению цепи. Например:
PD 1N4007 в свободном воздухе составляет 1 Вт
При принудительном воздушном охлаждении его можно увеличить до 3 Вт
Фактическое энергопотребление должно быть рассчитано с использованием p=vf × if, с левой частью 50%.
4, Специальные параметры приложения: ключ к выбору на основе сценария
11. Параметры стабилизации напряжения (VZ, RZ)
Диоды Zener должны обратить внимание на:
Стабильное напряжение (VZ): Точность может достигать ± 1%, ± 2%
Динамическое сопротивление (RZ): отражает производительность стабилизации напряжения, типичное значение 0,1-100 Ом
Коэффициент температуры напряжения: например, регулятор напряжения типа 2DW7C имеет температурный коэффициент +0.07%/ степень
12. Параметры защиты ESD (телевизионный диод)
Необходимо проверить диод подавления напряжения напряжения:
Напряжение разбивки (VBR): немного выше, чем рабочая напряжение цепи
Напряжение зажима (VC): защитное напряжение при указанном импульсном токе
Пиковая импульсная мощность (PPP): например, PPP SMAJ5.0A телевизоров составляет 400 Вт (@ 8/20 мкм с формой волны)
5, Методология выбора: четырехэтапный метод для сопоставления параметров
Определение сценария: четко определить тип приложения (Перекрытие/Переключение/Регламент напряжения/защита)
Фильтрация параметров: выберите модели на основе параметров ядра (VF/IF/VRM/TRR)
Процесс дизайн: напряжение/ток при номинальном значении 80%, температура при 50% марже
Проверка тестирования: измеряйте параметры ключей, такие как VF, IR, TRR и т. Д. С помощью фактических измерений схемы
Типичный случай:
В схеме выпрямления питания переключения 48 В/10a шаги выбора следующие
Определите требования: Vf<0.5V, IF ≥ 15A, VRM ≥ 60V, trr<50ns
Первоначальная модель выбора: mbr2060ct schottky diode (vf)=0.45 v@10a, if =20 a, vrm =60 v, trr =10 ns)
Тепловая проверка: вычислить tj =25 градуса +(0,45 В × 10A × 0,05 градуса /Вт) =47.5 степень (с использованием медного субстрата для рассеивания тепла)
Фактическое тестирование: vf =0.47 V измеряли в условиях полной нагрузки с повышением температуры на 22 градуса, что соответствует требованиям проектирования