硬件工程师之电子元器件—二极管（3）之绝对最大额定值

写在前面

本系列文章主要讲解二极管的相关知识，希望能帮助更多的同学认识和了解二极管。

若有相关问题，欢迎评论沟通，共同进步。(*^▽^*)

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二极管

6. 二极管的绝对最大额定值

绝对最大额定值是为保证器件的使用寿命和可靠性而不得超过（即使是暂时的）的最大值。其主要负责调节电压、电流、温度等。

6.1 最大额定值的意义

对于二极管，最大允许电流、反向电压、功耗和其它特性均有指定的最大额定值。

在使用半导体的电路设计中，了解最大额定值非常重要，以便通过器件获得最佳性能并在整个目标使用寿命期间保持器件的可靠性。

为保证器件的产品寿命和可靠性，不得超过（即使是瞬间）绝对最大额定值。最大额定值取决于材料、芯片尺寸、封装、器件设计和制造条件。对于二极管，数据表等中的最大额定值就是绝对最大额定值。

除非另有说明，否则它们的指定环境温度为25°C。

6.2 额定电压

反向额定电压：

• 反向电压（V(R)）：可反向施加的最大直流电压
• 反向重复峰值电压（V(RRM)）：可反向重复施加的最大允许瞬时电压
• 反向峰值电压（V(RM)）：可反向施加的交流信号的峰值电压，其RMS值小于V(R)。

6.3 额定电流

1. 以下参数规定了可重复施加于二极管的最大电流。这些参数均受Tj(max)的限制。

• 平均正向电流（I(F(AV))）：市电频率（50Hz或60Hz）下半正弦波（导通角180°）的最大平均电流或指定条件下的平均方波正向电流
• 平均正向电流（I(O)）：市电频率（50Hz或60Hz）下半正弦波的平均电流或指定条件下的最大直流电流
• 正向直流电流（IF((DC))）：指定条件下的最大允许正向直流电流
• 正向脉冲电流（I(FP)）：指定条件下的正向方波脉冲电流最大值

2. 瞬时额定过流：在数据表中规定的条件下二极管仅可承受一次的浪涌电流。

• 非重复性峰值正向浪涌电流/单周期峰值（I(FSM)）：50Hz频率下二极管可承受一个周期（10ms）而不会损坏的最大允许半正弦波或方波电流。此额定值适用于单次正弦波或矩形波，不适用于重复性电流应用。
• I(2)t极限值（I(2)t）：最大非重复性正向电流流过时，可产生一个脉冲宽度不超过10ms的半正弦波。可根据非重复性峰值正向浪涌电流（I(FSM)）和脉冲宽度（t）计算该值，具体如下：

I²×t＝(I(FSM)/√2)²×0.01(A²s)

I：导通时的平均电流

t：脉冲宽度

6.4 额定温度

1. 结温(Tj)：pn结二极管的pn结或其运行的肖特基势垒二极管的金属半导体结处的最高温度。二极管的材料及其可靠性决定了最大结温Tj(max)。结温Tj不仅要考虑二极管的功能操作，还要考虑其可靠性，例如器件性能退化和产品寿命。通常，二极管的性能退化会随着结温的升高而加速。以工作小时数表示的平均寿命Lm，和以开尔文（K）表示的结温Tj具有以下方程关系。这里A和B是特定元素常量。

Log Lm≅A+B/TJ

以能实现目标产品寿命的方式确定额定结温。

2. 储存温度(Tstg)：二极管在不施加电压的情况下可以保存的温度范围。 除硅芯片外，构成器件的材料的性能和可靠性决定了存储温度范围。 另外，存放时还应注意防止二极管端子氧化。

6.5 隔离电压(VISO(RMS)或Vdis)

对于采用完全成型封装的二极管，隔离电压表示模具树脂表面和电极端子之间的电气隔离水平。为确认VISO(RMS)(Vdis)特性，通过在指定时间段内施加交流电压来测试二极管。

隔离电压作为指定的交流电压的RMS。

6.6 功耗(P或P(D))

在指定的散热条件和环境温度下，可以持续耗散的最大功率。

通常，额定功耗通常取决于结温(Tj)、环境温度(Ta)以及结温与环境温度之间的热阻(Rth(j-a))：

P＝(Tj－Ta)/Rth(j-a)

使用二极管数据表中显示的瞬态热阻值计算瞬态功耗(P(P)或P(D))，具体如下：/R(th(j-a)(t))

对于可连接散热器的相对较大的二极管，最大瞬态功耗通常取决于结温(Tj)、环境温度(Ta)以及结至外壳(结至无限散热器)的热阻(Rth(j-c))。

P(D)＝(Tj – 25)/Rth(j-c) P(DP)＝(Tj – 25)/Rth(j-c)(t)

6.7 安装扭矩(TOR)

使用带垫圈的螺钉穿过二极管的螺钉孔安装二极管时可施加的最大扭矩。

在散热片上安装二极管时，必须遵循指定的安装扭矩。如果扭矩过低，安装螺钉会松动。如果扭矩过高，器件可能会损坏。

二极管的绝对最大额定值示例如下表所示。

表 4 二极管绝对最大额定值表

特性	符号	额定值	单位
峰值反向电压	V(RM)	420	V
反向电压	V(R)	400	V
峰值正向电流	I(FM)	300	mA
平均整流正向电流	I(O)	100	mA
正向浪涌电流（10ms）	I(FSM)	2	A
功率耗散	P	100	mW
结温	Tj	125	℃
存储温度	Tstg	-55~125	℃

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本文章是博主花费大量的时间精力进行梳理和总结而成，希望能帮助更多的小伙伴~  🙏🙏🙏

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