Мощные диоды справочник. Мощные диоды: полный справочник по характеристикам и применению

Что такое мощные диоды и как они работают. Какие виды мощных диодов существуют. Где применяются мощные диоды в электронике. На что обращать внимание при выборе мощных диодов для схем.

Что представляют собой мощные диоды

Мощные диоды — это полупроводниковые приборы, предназначенные для работы с большими токами и напряжениями. Они способны пропускать ток в одном направлении и блокировать его в обратном, выдерживая при этом значительные электрические нагрузки.

Основные характеристики мощных диодов:

• Максимальный прямой ток — от единиц до тысяч ампер
• Максимальное обратное напряжение — от сотен до тысяч вольт
• Рабочая частота — от десятков герц до мегагерц
• Мощность рассеивания — от единиц до сотен ватт

Конструктивно мощные диоды выполняются в корпусах, обеспечивающих эффективный отвод тепла. Часто используются металлические корпуса с возможностью крепления на радиатор.

Принцип работы мощных диодов

В основе работы мощного диода лежит p-n переход, образованный областями полупроводника с разным типом проводимости. При подаче прямого напряжения переход открывается и пропускает ток. В обратном направлении переход закрыт и ток практически не протекает.

Особенности работы мощных диодов:

• Большая площадь p-n перехода для пропускания высоких токов
• Специальная конструкция для выдерживания высоких обратных напряжений
• Эффективный отвод тепла для работы при больших мощностях
• Быстрое переключение для работы на высоких частотах

За счет этих особенностей мощные диоды способны работать в силовых цепях с большими токами, напряжениями и частотами коммутации.

Основные виды мощных диодов

Существует несколько основных типов мощных диодов, различающихся конструкцией и характеристиками:

Выпрямительные диоды

Предназначены для выпрямления переменного тока большой мощности. Имеют низкое прямое падение напряжения и способны выдерживать высокие обратные напряжения. Используются в источниках питания, сварочных аппаратах, зарядных устройствах.

Импульсные диоды

Обеспечивают быстрое переключение на высоких частотах. Применяются в импульсных источниках питания, преобразователях напряжения, системах управления двигателями. Отличаются малым временем восстановления обратного сопротивления.

Лавинные диоды

Способны работать в режиме лавинного пробоя без разрушения. Используются для защиты от перенапряжений в силовых цепях. При превышении напряжения пробоя резко увеличивают проводимость, шунтируя защищаемую цепь.

Диоды Шоттки

Имеют очень низкое прямое падение напряжения и высокое быстродействие. Применяются в импульсных источниках питания, выпрямителях, системах с низким напряжением питания. Обеспечивают минимальные потери мощности.

Основные параметры мощных диодов

При выборе мощных диодов для конкретного применения необходимо учитывать их ключевые параметры:

Максимальный прямой ток

Определяет предельно допустимый ток через диод в прямом направлении. Измеряется в амперах и может достигать сотен и тысяч ампер для мощных диодов. Превышение этого параметра может привести к перегреву и выходу диода из строя.

Максимальное обратное напряжение

Показывает, какое обратное напряжение способен выдержать диод без пробоя. Измеряется в вольтах и может составлять от сотен до тысяч вольт. При превышении этого напряжения происходит лавинный пробой диода.

Прямое падение напряжения

Характеризует падение напряжения на открытом диоде при протекании прямого тока. Обычно составляет 0.6-1.2 В для кремниевых диодов. Чем меньше этот параметр, тем ниже потери мощности на диоде.

Время обратного восстановления

Показывает, как быстро диод восстанавливает свои изолирующие свойства при смене полярности напряжения. Измеряется в наносекундах. Чем меньше это время, тем на более высоких частотах может работать диод.

Применение мощных диодов

Благодаря своим характеристикам мощные диоды широко используются в силовой электронике и электротехнике:

Выпрямители

Мощные диоды применяются для преобразования переменного тока в постоянный в источниках питания большой мощности, сварочных аппаратах, зарядных устройствах. Используются одиночные диоды и диодные мосты.

Импульсные источники питания

Быстродействующие мощные диоды используются в качестве выпрямителей и коммутирующих элементов в импульсных преобразователях напряжения. Обеспечивают высокий КПД и малые габариты источников питания.

Защита от перенапряжений

Лавинные и супрессорные диоды применяются для защиты электронных устройств от импульсных перенапряжений в сети питания и информационных линиях. При превышении напряжения пробоя шунтируют защищаемую цепь.

Системы управления двигателями

Мощные диоды используются в инверторах и преобразователях частоты для управления электродвигателями. Обеспечивают коммутацию силовых цепей и рекуперацию энергии при торможении.

Выбор мощных диодов для конкретных применений

При выборе мощных диодов для схем необходимо учитывать следующие факторы:

• Максимальный рабочий ток и напряжение в схеме
• Требуемое быстродействие и рабочая частота
• Допустимые потери мощности и способ охлаждения
• Условия эксплуатации (температура, влажность и т.д.)
• Требования к надежности и ресурсу работы

Важно выбирать диоды с запасом по току и напряжению, учитывать возможные перегрузки. Для импульсных схем критично время обратного восстановления. В высоковольтных цепях нужно обеспечить защиту от перенапряжений.

Монтаж и эксплуатация мощных диодов

При работе с мощными диодами необходимо соблюдать следующие правила:

• Обеспечить надежный отвод тепла, при необходимости использовать радиаторы
• Соблюдать полярность подключения диодов
• Не допускать превышения предельных электрических параметров
• Защищать от перенапряжений в цепи
• Учитывать снижение параметров при повышении температуры
• Обеспечить механическую прочность монтажа

При правильном применении мощные диоды обеспечивают надежную работу силовых электронных устройств в течение длительного срока эксплуатации.

Заключение

Мощные диоды являются ключевыми элементами современной силовой электроники. Они позволяют эффективно преобразовывать и коммутировать большие электрические мощности. Правильный выбор типа и параметров мощных диодов с учетом особенностей конкретного применения обеспечивает надежную и эффективную работу электронных устройств.

Справочник Диоды выпрямительные силовые / Диоды Шоттки

1. Серии
2. Приборы и модули полупроводниковые
3. Диоды выпрямительные силовые / Диоды Шоттки

	Наименование	Технические условия	Категория качества	Производитель	Описание	Гарантийный срок эксплуатации	Количество компонентов в данной серии	Повторяющееся импульсное обратное напряжение, В	-Максииально допустимый средний прямой ток, А	Импульсное прямое напряжение, В, не более	Повторяющийся импульсный обратный ток, мА, не более	Время обратного восстановления, мкс, не более

Параметр

E-mail адрес, указанный при регистрации:

На введенный Вами электронный адрес будет отправлена ссылка для восстановления пароля.

Перейдя по ней измените свой пароль на новый. Ссылка будет действительна в течении двух часов.

Справочник по импортным диодам — Справочник

Наименование диода Обратное напряжение, В Ток, мА 1A1 50 1 А 1A2 100 1 А 1A3 200 1 А 1A4 400 1 А 1A5 600 1 А 1A6 800 1 А 1A7 1000 1 А 1N4001 50 1 А 1N4002 100 1 А 1N4003 200 1 А 1N4004 400 1 А 1N4005 600 1 А 1N4006 800 1 А 1N4007 1000 1 А 1N4148 100 0,15 А 1N4148W 100 0,15 А 1N4148WS 100 0,15 А 1N4150 50 0,2 А 1N4150W 50 0,2 А 1N4151 75 0,15 А 1N4151W 75 0,15 А 1N4448 100 0,15 А 1N4448W 100 0,15 А 1N4448WS 100 0,15 А 1N4933 50 1 А 1N4934 100 1 А 1N4935 200 1 А 1N4936 400 1 А 1N4937 600 1 А 1N5391 50 1,5 А 1N5392 100 1,5 А 1N5393 200 1,5 А 1N5395 400 1,5 А 1N5397 600 1,5 А 1N5398 800 1,5 А 1N5399 1000 1,5 А 1N5400 50 3 А 1N5401 100 3 А 1N5402 200 3 А 1N5404 400 3 А 1N5406 600 3 А 1N5407 800 3 А 1N5408 1000 3 А 1U1 50 1 А 1U2 100 1 А 1U3 200 1 А 1U4 300 1 А 1U5 400 1 А 1U6 600 1 А 1U7 800 1 А Назад1234Вперед

Diodes — Electronics Reference

Цепочка светодиодов (LED) может использоваться для украшения или даже для обеспечения безопасности.

Что такое диоды?

Диоды являются одним из наиболее распространенных электрических компонентов и присутствуют практически в каждой электронной схеме. Диоды — это электронные компоненты, которые позволяют электрическому току течь в одном направлении и предотвращают его протекание в противоположном направлении. Они являются электрическим эквивалентом механического обратного клапана (также известного как односторонний клапан), поскольку пропускают ток только в одном направлении.

Диоды имеют один вход и один выход, что делает их двумя терминальными устройствами, такими как резисторы. В отличие от резисторов, диоды имеют полярность, а это означает, что они будут работать только при правильной ориентации в цепи. Если диод установлен с неправильной направленностью, он будет работать с точностью до наоборот; это предотвратит ток, который вы хотите, позволяя току течь с неправильного направления.

Идеальный диод имеет нулевое сопротивление току в одном направлении и бесконечное сопротивление току в противоположном направлении. Реальные диоды никогда не бывают идеальными, но, выбирая правильный диод для правильного применения, мы часто можем игнорировать неидеальные характеристики диодов.

Первые диоды были изготовлены на электронных лампах, которые до сих пор иногда используются в устройствах высокой мощности. Диоды на самом деле являются простейшим типом электронных ламповых устройств. Но наиболее распространенными диодами сегодня являются твердотельные полупроводниковые диоды, изготовленные из легированной кремниевой подложки. Эти устройства обычно изготавливаются из специально разработанных P-N переходов.

Диоды также могут называться выпрямителями , потому что они «выпрямляют» направление тока. Обычно выпрямитель представляет собой диод, который используется для преобразования переменного тока в постоянный. Одним из наиболее распространенных применений диодов являются схемы выпрямления переменного тока в постоянный. В схемах выпрямителя используется комбинация диодов для минимизации потерь при преобразовании переменного тока в постоянный.

Как работают диоды?

Диоды пропускают ток, когда они расположены в конфигурации с прямым смещением, но предотвращают прохождение тока в конфигурации с обратным смещением.

Ток течет от анода к катоду.

В диоде ток может только течь от анода к катоду:

Анод : положительный вывод компонента схемы (например, диода).

Катод : отрицательный вывод компонента схемы (например, диода).

Когда положительный вывод диода (анод) соединен с положительным выводом источника питания, эта конфигурация называется прямым смещением . Прямое смещение фактически относится к степени, в которой прямой потенциал приложен к диоду. Большее прямое смещение означает, что на диод подается более высокая разность электрических потенциалов (напряжение), при этом напряжение толкает ток от анода к катоду. Обратное смещение будет относиться либо к диоду, расположенному в противоположной конфигурации, либо к отрицательному напряжению, приложенному к диоду. В любом случае обратное смещение — это напряжение, которое пытается протолкнуть ток от катода к аноду (т. е. в направлении, противоположном обычному направлению, в котором допускается протекание тока через диод).

При прямом смещении ток течет от анода через диод и выходит из катода, который соединен с отрицательной клеммой источника питания. Поток электронов всегда противоположен потоку тока. Итак, в диоде физически происходит то, что электроны движутся от катода к аноду.

Таким образом, идеальный диод спроектирован таким образом, чтобы пропускать ток только тогда, когда на него подается прямое смещение, и предотвращать протекание тока, когда используется обратное смещение.

Два основных типа диодов

Существует два основных класса диодов; вакуумная трубка (также известная как термоэлектронная) и твердотельная . У них разные функции, которые позволяют каждому из них работать, и мы кратко рассмотрим оба, поскольку понимание одного полезно для понимания другого.

Ламповые диоды

Ламповые диоды используют нагретый металл для инжекции электронов от катода к аноду, таким образом генерируя ток от анода к катоду. Схематическое изображение обеспечивает довольно хорошую основу для понимания того, как это работает:

В ламповых диодах (также называемых термоэмиссионными диодами) используется нагреватель, заставляющий катод выбрасывать электроны, которые «приземляются» на анод.

На этом рисунке кружок представляет вакуумную трубку. Катод находится в нижней части трубки, а точка его подключения торчит влево. Анод находится в верхней части вакуумной трубки. Под катодом находится нагреватель в форме буквы «n», который нагревает катод. Когда катод достигает достаточно высокой температуры, он начинает выбрасывать электроны, которые улавливаются анодом в верхней части трубки.

Из этого простого объяснения мы можем понять, почему ламповый диод пропускает ток только в одном направлении. Это потому, что анод не нагревается; он просто не может выбрасывать электроны так, как катод.

Твердотельные диоды

Твердотельные диоды работают по совершенно другому принципу, который представляет собой P-N переход.

В PN-переходе полупроводниковая подложка легирована таким образом, что на одной стороне перехода есть свободные электронные дырки, что называется материалом «P-типа». Это достигается добавлением атомов, у которых на один электрон меньше, чем у атомов объемного полупроводникового кристалла. Другая сторона соединения имеет свободные электроны и называется материалом «N-типа». Это делается путем добавления атомов, у которых на один электрон больше, чем у атомов полупроводникового кристалла.

На самом стыке образуется обедненная область, через которую не может пройти ток. Если напряжение приложено в одном направлении, обедненная область сожмется и пропустит ток. Если напряжение подается в другом направлении, область истощения будет расти, и PN-переход будет еще больше сопротивляться току.

Большинство полупроводниковых диодов представляют собой версии P-N перехода. У диода в прямом смещении его сторона P соединена с положительной клеммой источника питания, а его N-образный кристалл соединен с отрицательной клеммой источника питания.

Кривая ВАХ (ВАХ) диода

ВАХ диода, демонстрирующая неидеальные характеристики: прямое напряжение В _F и напряжение пробоя В _BR

Как и большинство компонентов схемы, настоящие диоды не вести себя идеально. При прямом смещении диод будет иметь значительную проводимость только при приложении определенного напряжения; это известно как пороговое значение или напряжение включения. Это одно из основных различий между идеальными и реальными диодами.

Другое существенное неидеальное поведение диодов называется напряжением пробоя. Если к диоду приложить достаточно большое обратное смещение, он начнет пропускать ток от катода к аноду.

Прямое напряжение, также известное как пороговое напряжение, также известное как напряжение включения

Диоды будут работать правильно только при подаче минимального прямого напряжения.

Это напряжение известно как прямое, пороговое или напряжение включения и чаще всего обозначается как V _F . Пороговое напряжение соответствует напряжению, необходимому для проталкивания носителей заряда через обедненную область. Нажмите здесь, чтобы узнать об области истощения в PN-переходе.

При очень низком напряжении диод может вообще не пропускать ток. При более высоких напряжениях, которые ниже порогового напряжения, диод проявляет значительное сопротивление, но при этом пропускает некоторый ток. Выше порогового напряжения сопротивление падает, и диод пропускает ток с небольшим падением напряжения на нем.

Напряжение пробоя

Диоды также демонстрируют неидеальное поведение при обратном смещении. Диод пропускает ток при обратном смещении, если на него подается достаточно большое отрицательное напряжение. Это явление называется пробоем при обратном смещении, а напряжение, при котором оно возникает, называется напряжением пробоя, V _BR .

В некоторых случаях это действительно так, а в других может означать выход из строя самого диода.

При выборе правильного диода для цепи напряжение пробоя является одним из наиболее важных факторов. Необходимо рассчитать максимально возможное обратное смещение на диоде. Затем диод, который имеет более высокое напряжение пробоя, чем максимально возможное обратное смещение, используется в качестве основного параметра для выбора.

Где и как используются диоды?

Диоды выполняют множество функций и используются во многих различных типах схем. Диоды не подходят всем. Хотя все диоды имеют общую функциональность диода, различные типы диодов разработаны для конкретных применений.

Одним из наиболее распространенных применений диодов является преобразование переменного тока в постоянный. Эффективная схема выпрямителя эффективно преобразует переменный ток в постоянный с минимальными потерями мощности.

Диоды часто используются для защиты цепей, предотвращая протекание тока в неправильном направлении.

Светоизлучающие диоды (СИД) обеспечивают выпрямляющую функцию диода, а также излучают свет. Это может быть полезно в качестве индикатора производительности или функциональности схемы или может быть основным назначением, как в случае со светодиодным освещением. Светодиоды также используются в большинстве современных телевизоров, в которых они обеспечивают освещение каждого пикселя.

Типы твердотельных диодов

Существует несколько различных типов твердотельных диодов, функции которых немного отличаются от функций обычных диодов с P-N переходом.

Светоизлучающие диоды (СИД)

Светодиоды или светоизлучающие диоды являются одним из наиболее распространенных электронных компонентов. Они функционируют как выпрямители, как обычные диоды, но также излучают свет, когда через них проходит ток. Излучаемый свет зависит конкретно от материалов и конструкции диода.

Во всех диодах на основе PN-перехода происходит выделение энергии, поскольку электроны и дырки рекомбинируют в центре перехода при приложении прямого смещения. Светодиоды используют это высвобождение энергии, разрабатывая диод так, чтобы энергия находилась в диапазоне частот видимого света.

В отличие от ламп накаливания, они излучают свет только на определенных частотах. Это делает их чрезвычайно эффективными при преобразовании электрической энергии в свет, а также позволяет им работать при гораздо более низких температурах, чем у большинства традиционных источников света.

Лазерные диоды (ЛД)

Лазерные диоды лежат в основе большинства коммерчески доступных лазеров, включая лазерные указки, обычно используемые на работе и дома.

Лазерные диоды очень похожи на светодиоды с точки зрения их работы. Как и светодиоды, лазерные диоды генерируют свет за счет рекомбинации носителей на стыке. Однако лазерные диоды производят свет определенной частоты из-за явления, называемого вынужденным излучением, при котором один фотон света стимулирует излучение большего количества фотонов с той же точной частотой.

Кроме того, свет, излучаемый ЛД, ограничивается, а затем фокусируется так, что получается единый коллимированный пучок света.

Стабилитроны

Стабилитроны предназначены для использования с обратным смещением. Они имеют тщательно подобранное напряжение пробоя, которое позволяет проходить току, если применяется достаточно высокое обратное смещение. Стабилитроны также рассчитаны на то, чтобы выдерживать это обратное смещение, не повреждаясь при этом.

Фотодиоды

Фотодиоды несколько отличаются от других диодов. В то время как большинство диодов сконструированы так, чтобы свет не попадал на соединение, фотодиоды используют энергию света для генерации тока. Вместо того, чтобы функционировать как тип выпрямителя, фотодиоды представляют собой датчики, которые поглощают свет, используя энергию света для рекомбинации носителей заряда на стыке.

Фотогальванические солнечные элементы, пожалуй, самый распространенный пример фотодиода.

Как выбрать диод

Существует несколько полезных шагов для определения правильного диода для использования в цепи:

1. Определите максимальное обратное смещение на диоде. Напряжение пробоя диода должно быть выше этой цифры.
2. Рассчитайте максимальный прямой ток. Диод должен быть рассчитан как минимум на этот ток.
3. Определите максимально допустимое падение напряжения на диоде.

Используйте комбинацию этих параметров для определения характеристик используемого диода.

Спецификации, параметры и номинальные характеристики диодов » Примечания по электронике

Диоды

могут показаться простыми, но они имеют множество технических характеристик, параметров и номинальных значений, которые необходимо понимать при выборе диода в качестве замены или для новой конструкции электронной схемы.

---

Учебное пособие по диодам Включает:
Типы диодов Характеристики и номиналы диодов PN-переходной диод ВЕЛ PIN-диод Диод с барьером Шоттки SiC-диод Солнечная батарея / фотоэлектрический диод Варактор / варикап Стабилитрон

---

Понимание спецификаций, параметров и номинальных характеристик диодов может быть ключом к выбору правильного электронного компонента для конкретной конструкции электронной схемы, будь то стандартная схема, конструкция источника питания, ВЧ-схема или что-то еще.

При огромном разнообразии диодов, доступных на рынке, выбор необходимого диода не всегда может показаться легким, и понимание спецификаций и спецификаций для выбора правильного диода имеет решающее значение.

Большинство спецификаций, номиналов и параметров относительно просты для понимания, особенно с небольшим пояснением, но для некоторых может потребоваться немного больше пояснений, или они могут быть применимы к ограниченному числу диодов.

Помимо спецификаций, касающихся электрических характеристик, большое значение имеют также физические размеры. Диоды поставляются в различных упаковках, включая корпуса с проволочными наконечниками, а также диоды высокой мощности, которые крепятся болтами к радиаторам, а также с огромным количеством высокоавтоматизированного производства и сборки печатных плат, компоненты технологии поверхностного монтажа — диоды SMD используются в огромных количествах.

Соответственно, некоторые спецификации диодов будут применимы ко всем этим электронным компонентам и к общим конструкциям электронных схем; другие будут применимы к конструкциям источников питания, другие — к ВЧ-конструкциям, а третьи — к другим конкретным областям проектирования схем.

Технические характеристики диода, номиналы и параметры

Технические характеристики диодов приведены в технических описаниях и содержат описание характеристик конкретного устройства. Проверка рабочих параметров позволит оценить диод на предмет того, будет ли он обеспечивать требуемые характеристики для своей предполагаемой функции в электронной схеме.

Различные параметры спецификации более применимы для диодов, используемых в различных приложениях, различных конструкциях электронных схем и т. д. Для силовых приложений такие аспекты, как допустимый ток, прямое падение напряжения, температура перехода и т. д., будут важны, но для радиочастотных конструкций емкость и напряжение включения часто представляют большой интерес.

В приведенных ниже аспектах подробно описаны некоторые из наиболее широко используемых параметров или спецификаций, используемых в технических описаниях для большинства типов диодов.

В приведенном ниже списке представлены подробные сведения о различных характеристиках диодов, а также параметры диодов, приведенные в технических описаниях и спецификациях диодов.

Полупроводниковый материал

Полупроводниковый материал, используемый в диоде с PN-переходом, имеет первостепенное значение, поскольку используемый материал влияет на многие основные характеристики и свойства диода. Кремний и германий — два широко используемых материала:

• Кремний:   Кремний является наиболее широко используемым материалом, поскольку он обеспечивает высокий уровень производительности для большинства приложений и низкие производственные затраты. Технология кремния хорошо известна, и кремниевые диоды можно производить дешево. Напряжение прямого включения составляет около 0,6 В, что является высоким показателем для некоторых приложений, хотя для диодов Шоттки оно меньше.
• Германий:  Германий менее широко используется, но обеспечивает низкое напряжение включения от 0,2 до 0,3 В.

Другие материалы обычно используются для более специализированных диодов. Например, в светодиодах используются составные материалы для обеспечения различных цветов.

Тип диода

Хотя в основе конструкции большинства диодов лежит PN-переход, разные типы диодов имеют разные характеристики и иногда могут работать по-разному.

Ключевым моментом является выбор правильного типа диода для любой электронной схемы.

Стабилитроны

используются для обеспечения опорного напряжения, в то время как варакторные диоды используются для обеспечения переменного уровня емкости в конструкции ВЧ в соответствии с обеспеченным обратным смещением. Выпрямительные диоды могут использовать простой диод с PN-переходом или, в некоторых случаях, они могут использовать диод Шоттки для более низкого прямого напряжения.

Какой бы ни была конструкция схемы, необходимо использовать электронный компонент правильного типа для получения требуемой функциональности и производительности.

Спецификация прямого падения напряжения, Вф

Любое электронное устройство, пропускающее ток, создаст результирующее напряжение на нем, и эта характеристика диода имеет большое значение, особенно для выпрямления мощности, где потери мощности будут выше при большом падении прямого напряжения. Кроме того, диоды для радиочастотных конструкций часто нуждаются в небольшом прямом падении напряжения, поскольку сигналы могут быть небольшими, но все же должны преодолевать его.

Напряжение на диоде PN-перехода возникает по двум причинам. Первый характер полупроводникового PN-перехода и возникает из-за напряжения включения, упомянутого выше. Это напряжение позволяет преодолеть обедненный слой и пропустить ток.

Второй возникает из-за нормальных резистивных потерь в устройстве. В результате будет получено значение прямого падения напряжения при заданном уровне тока. Этот показатель особенно важен для выпрямительных диодов, через которые могут проходить значительные уровни тока.

В частности, для силовых выпрямительных диодов график прямого падения напряжения для различных уровней тока обычно предоставляется в листе технических данных. Это будет иметь диапазон типичных цифр, и с его помощью можно определить диапазон падения напряжения для ожидаемых уровней тока, которые будут переноситься. Затем можно определить мощность, которая будет рассеиваться в области перехода диода.

Спецификация пикового обратного напряжения, PIV:

Эта характеристика диода представляет собой максимальное напряжение, которое диод может выдержать в обратном направлении. Это напряжение не должно превышаться, иначе устройство может выйти из строя.

Спецификация PIV особенно применима к конструкциям цепей питания, в которых обычно присутствуют более высокие напряжения.

Пиковое обратное напряжение — это не просто среднеквадратичное напряжение входящего сигнала. Каждую конструкцию электронной схемы необходимо рассматривать с точки зрения ее достоинств, но для простого однополупериодного однополупериодного выпрямителя с некоторой формой сглаживающего конденсатора следует помнить, что конденсатор будет удерживать напряжение, равное пику входного сигнала напряжения. .

Тогда диод также увидит пик входящего сигнала в обратном направлении и, следовательно, в этих условиях он увидит пик обратного напряжения, равный размаху сигнала.

Спецификация напряжения обратного пробоя, В

_(BR)R

Эта спецификация немного отличается от пикового обратного напряжения тем, что это напряжение является точкой, при которой диод пробивается.

ВАХ PN-диода, показывающая обратный пробой

Диод может выдержать обратное напряжение до определенного момента, после чего он выйдет из строя. В некоторых диодах и в некоторых цепях это приведет к неустранимому повреждению, хотя для стабилитронов/диодов опорного напряжения сценарий обратного пробоя используется для опорного напряжения, хотя схема должна быть разработана для ограничения протекающего тока, в противном случае диод может выйти из строя. уничтожен.

Максимальный прямой ток

Для конструкции электронной схемы, которая несет какие-либо значительные уровни тока, необходимо убедиться, что максимальные уровни тока для диода не превышены.

При повышении уровня тока рассеивается дополнительное тепло, которое необходимо удалить. Также нельзя превышать плотность тока в переходе, иначе может произойти перегорание.

Выбор диода для конструкции схемы, который может безопасно выдерживать ток, а также обеспечивает хороший запас (обычно работающий при 60% или меньше), гарантирует, что надежность всей схемы будет достаточно высокой.

Рабочая температура перехода

Как и все электронные компоненты, диоды имеют максимальную рабочую температуру. В техпаспорте будет раздел с указанием максимальной температуры перехода. По мере повышения температуры перехода надежность будет падать в долгосрочной перспективе. Если максимальная температура перехода превышена, диод, скорее всего, выйдет из строя и даже может загореться.

Следует помнить, что температура перехода относится к самому диодному переходу внутри корпуса, а не к температуре корпуса. В любой электронной схеме должен быть допустим очень хороший запас между температурой корпуса и температурой перехода.

Часто в листе технических данных приводятся кривые, позволяющие определить температуру перехода. Также можно рассчитать температуру перехода, зная ток, падение напряжения в прямом направлении и тепловое сопротивление: характеристики, которые упоминаются в технических описаниях, а также упоминаются здесь.

Принимая во внимание аспекты долгосрочной надежности, всегда лучше использовать диод в пределах его номинальных значений. Это дает хороший запас для обеспечения надежной долговременной работы и для диода, чтобы выдерживать любые кратковременные пики. Это касается любого электронного компонента.

Тепловое сопротивление перехода к окружающей среде, Θ

_JA

Этот параметр спецификации диода измеряется в °C на ватт, и это означает, что на каждый ватт, рассеиваемый в переходе, будет заданное превышение температуры над окружающей средой. Это означает, что для диода с тепловым сопротивлением перехода к окружающей среде 50 °C/Вт температура перехода будет повышаться на 50 °C на каждый ватт рассеиваемой мощности.

Тепловое сопротивление перехода к окружающей среде на самом деле представляет собой сумму ряда отдельных площадей диода: тепловое сопротивление переход-корпус, тепловое сопротивление корпус-поверхность и тепловое сопротивление поверхность-окружающая среда, как показано на этом рисунке. формула: θ _JA = θ _JC + θ _CS + θ _SA .

Эта общая спецификация является ключом к возможности определения фактической рабочей температуры перехода — ключевого параметра, который необходимо контролировать при разработке схемы, в которой диоды пропускают значительный ток, так что проходящий ток вызывает рассеивание мощности.

Температуру перехода можно рассчитать по формуле:

TJ=TAMB+I⋅VF⋅θJA

Где:
    T _J температура перехода
    T _AMB = температура окружающей среды
    Θ _JA = тепловое сопротивление перехода к окружающей среде.

Спецификация тока утечки

Если бы был доступен идеальный диод, то при обратном смещении ток не протекал бы. Обнаружено, что для реального диода с PN-переходом очень небольшое количество тока течет в обратном направлении из-за неосновных носителей в полупроводнике. Уровень тока утечки зависит от трех основных факторов. Обратное напряжение, очевидно, имеет большое значение. Он также зависит от температуры, заметно увеличиваясь с температурой. Также обнаружено, что это очень зависит от типа используемого полупроводникового материала — кремний намного лучше, чем германий.

ВАХ PN-диода, показывающая параметр тока утечки

Характеристика тока утечки или спецификация для диода с PN-переходом указывается при определенном обратном напряжении и определенной температуре. Спецификация обычно определяется в микроамперах, мкА или пикоамперах, пА, поскольку уровни обычно очень низки до того, как произойдет обратный пробой.

Стоит отметить, что стандартные кремниевые диоды, составляющие подавляющее большинство используемых диодов, имеют очень низкий уровень обратного тока, а германиевые диоды, а также диоды Шоттки имеют более высокий уровень обратного тока. Оба этих последних типа диодов находят применение в радиочастотных конструкциях, а диоды Шоттки — также в силовых приложениях.

Емкость перехода:

Все диоды с PN-переходом имеют определенный уровень емкости перехода. Область обеднения представляет собой диэлектрическое расстояние между двумя пластинами, которые эффективно формируются на краю области обеднения и области с основными носителями.

Фактическое значение емкости зависит от обратного напряжения, которое вызывает изменение области истощения. Увеличение обратного напряжения увеличивает размер обедненной области и расстояние между двумя проводящими областями. Следовательно, это уменьшает емкость.

Типичная кривая напряжения и емкости для варакторного диода

. Этот факт хорошо используется в варакторных или варикапных диодах и широко используется в генераторах с регулируемой частотой, фильтрах с регулируемой частотой и других радиочастотных конструкциях.

Однако для многих других применений, особенно для некоторых радиочастотных конструкций, где паразитная емкость на диоде может повлиять на производительность, это необходимо свести к минимуму. Поскольку емкость важна, она указана.

Параметр обычно указывается как заданная емкость (обычно в пФ, поскольку уровни емкости относительно низкие) при заданном напряжении или напряжениях. Кроме того, для многих ВЧ-приложений доступны специальные диоды с малой емкостью.

Следует отметить, что во многих силовых выпрямителях емкость достаточно мала, чтобы не быть проблемой. Например, емкость перехода 1N4001 и 1N4004 составляет всего 15 пФ при обратном напряжении 4 В и меньше при повышении напряжения. Диоды с более высоким напряжением могут быть меньше — у 1N4007 емкость перехода 8 пФ при обратном напряжении 4 вольта.

Соответственно, только при повышении частоты замечается влияние емкости. Поскольку уровни емкости низкие, частоты примерно до 100 кГц часто не затрагиваются им, и в большинстве случаев его можно игнорировать вплоть до еще более высоких частот.

Тип упаковки:

Диоды

могут быть смонтированы в различных корпусах в зависимости от их применения, и в некоторых случаях, особенно при проектировании ВЧ, корпус является ключевым элементом в определении общих характеристик ВЧ-диода.

Также для силовых приложений, где важно рассеивание тепла, корпус может определять многие общие параметры диода, поскольку для мощных диодов могут потребоваться корпуса, которые можно прикрепить к радиатору болтами, в то время как небольшие сигнальные диоды, для которых рассеивание тепла не является проблемой, могут быть доступны в форматы с выводами или в качестве устройств для поверхностного монтажа.

Также могут быть доступны мощные диоды в виде мостовых выпрямителей, содержащих четыре диода в мостовой схеме, подходящей для приложений волнового выпрямления.

Диоды для поверхностного монтажа, SMD-диоды используются в огромных количествах, потому что большая часть производства электроники и сборки печатных плат осуществляется с использованием автоматизированных методов, а технология поверхностного монтажа подходит для этого.

Схема мостового выпрямителя и маркировка

В дополнение к этому, диоды доступны как в корпусах с выводами, так и в корпусах, использующих технологию поверхностного монтажа, в зависимости от диода. Большинство ВЧ-диодов и диодов малой мощности доступны в корпусах с технологией поверхностного монтажа, что делает их более подходящими для крупносерийного производства.

Схемы кодирования и маркировки диодов

Номера деталей большинства используемых диодов соответствуют схемам JEDEC или Pro-Electron. Такие номера, как 1N4001, 1N916, BZY88 и многие другие, хорошо знакомы всем, кто занимается проектированием и производством электроники.

Однако при использовании методов автоматической сборки печатных плат и технологии поверхностного монтажа обнаруживается, что многие устройства слишком малы, чтобы нести полный номер, который можно было бы использовать в техническом описании. В результате была разработана довольно произвольная система кодирования, при которой на упаковке устройства имеется простой двух- или трехзначный идентификационный код.

Обычно его можно разместить на небольших корпусах диодов для поверхностного монтажа. Однако определить заводской номер типа SMD-диода по коду упаковки может быть непросто на первый взгляд. Есть несколько полезных кодовых книг SMD, которые предоставляют данные для этих устройств. Например, код «13s» указывает на диод BAS125 для поверхностного монтажа в корпусе SOT23 или SOT323.

Пример типичных характеристик диода

Несмотря на то, что существует множество различных диодов с большим количеством различных спецификаций, иногда полезно увидеть, что представляют собой различные спецификации и параметры и как они выражены в формате, аналогичном тому, который представлен в технических описаниях.

Типовые характеристики / технические характеристики 1N5711
Характеристика	Типичное значение	Блок	Детали
Максимальное блокирующее напряжение постоянного тока, В·р	70	В
Макс. прямой непрерывный ток, Ifm	15	мА
Напряжение обратного пробоя, В(BR)R	70	В	при обратном токе 10 мкА
Обратный ток утечки, IR	200	мкА	При VR=50В
Прямое падение напряжения, VF	0,41 1,00	В	при ПЧ = 1,0 мА ПЧ = 15 мА
Емкость перехода, Дж	2,0	пФ	VR = 0 В, f=1 МГц
Время обратного восстановления, трр	1	нс

1N5711 — довольно стандартный маломощный диод, и в спецификации указаны значения, которые он обеспечивает. Ключевым моментом является соответствие его характеристик характеристикам схемотехники. Другие полупроводниковые диоды будут иметь другие рабочие параметры и могут быть применимы для различных приложений и схем. Это только примерная спецификация, и другие диоды могут иметь совершенно другие уровни производительности.

Огромное количество диодов имеют огромное количество различных характеристик. Некоторые диоды могут быть предназначены исключительно для выпрямления, тогда как другие могут быть предназначены для излучения света, обнаружения света, работы в качестве источника опорного напряжения, обеспечения переменной емкости и т.п. Диоды также поставляются в различных упаковках, и подавляющее большинство из них в наши дни продаются как диоды для поверхностного монтажа для автоматизированной сборки печатных плат.

Независимо от типа диода, многие из основных характеристик, параметров и характеристик, упомянутых выше, будут важны. Понимание ключевых параметров и номиналов этих электронных компонентов при просмотре спецификаций в технических описаниях является ключом к выбору правильного диода.