二极管,无非就是整流,续流,钳位、防浪涌,防静电、防雷击做保护等作用,关键我们要掌握,元器件是拿来给我们使用的,我们为关注他的电气特性满不能满足我们的电路需求即可!
肖特基二极管广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路中。在不同的应用中,需要考虑不同的因素,而且,不同的器件在性能上也有差别,因此,在选用肖特基二极管时,下面这些关键参数需要综合考虑。
1、导通压降VF
VF为二极管正向导通时二极管两端的压降,当通过二极管的电流越大,VF越大;当二极管温度越高时,VF越小。
2、反向饱和漏电流IR
IR指在二极管两端加入反向电压时,流过二极管的电流,肖特基二极管反向漏电流较大,选择肖特基二极管是尽量选择IR较小的二极管。
3、额定电流IF
指二极管长期运行时,根据允许温升折算出来的平均电流值。
4. 最大浪涌电流IFSM
允许流过的过量的正向电流。它不是正常电流,而是瞬间电流,这个值相当大。
5.最大反向峰值电压VRM
即使没有反向电流,只要不断地提高反向电压,迟早会使二极管损坏。这种能加上的反向电压,不是瞬时电压,而是反复加上的正反向电压。因给整流器加的是交流电压,它的最大值是规定的重要因子。最大反向峰值电压VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压。目前肖特基最高的VRM值为150V。
6. 最大直流反向电压VR
最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压,VR是连续加直流电压时的值。用于直流电路,最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的.
7.最高工作频率fM
由于PN结的结电容存在,当工作频率超过某一值时,它的单向导电性将变差。肖特基二极管的fM值较高,最大可达100GHz。
8.反向恢复时间Trr
当工作电压从正向电压变成反向电压时,二极管工作的理想情况是电流能瞬时截止。实际上,一般要延迟一点点时间。决定电流截止延时的量,就是反向恢复时间。虽然它直接影响二极管的开关速度,但不一定说这个值小就好。也即当二极管由导通突然反向时,反向电流由很大衰减到接近IR时所需要的时间。大功率开关管工作在高频开关状态时,此项指标至为重要。
9. 最大耗散功率P
二极管中有电流流过,就会吸热,而使自身温度升高。在实际中外部散热状况对P也是影响很大。具体讲就是加在二极管两端的电压乘以流过的电流加上反向恢复损耗。
B340A 二极管的主要参数和特性:
-
最大反向电压 (V_RRM):
- 40V:这是该二极管所能承受的最大反向电压。在实际应用中,如果施加的反向电压超过 40V,二极管可能会击穿,导致损坏。
-
正向电压 (V_F):
- 最大 0.45V(在 3A 时):正向电压是指当二极管导通时,电流流过二极管时产生的电压降。肖特基二极管的正向电压通常较低,这使得它们在大电流传输时效率较高。
-
最大平均整流电流 (I_F(av)):
- 3A:这是该二极管能够承受的最大平均正向电流。它适用于较大功率的应用,但仍然需要在此电流以下使用,以确保可靠性。
-
最大脉冲电流 (I_FM):
- 100A(对于1ms脉冲):这是该二极管在短时间内能够承受的最大脉冲电流。对于快速瞬间的电流波动,B340A 可以承受更大的电流。
-
结温范围:
- -55°C 到 +125°C:B340A 的工作温度范围相对较广,适用于多种工业环境。
-
封装类型:
- DO-201AD:这是一种常见的表面贴装(SMD)封装,适用于高效能的散热。
-
反向恢复时间 (T_rr):
- 非常短(典型值几纳秒):肖特基二极管通常没有反向恢复时间或只有非常短的恢复时间,因此它们在高频应用中表现出色。
B340A 的应用场景:
- 电源管理:广泛应用于电源电路中,尤其是用于直流-直流变换器、逆变器和电池充电电路中。
- 整流电路:用于交流电整流,特别是在高效率的低压直流电源中,提供更小的功率损耗。
- 保护电路:用于电压过载保护或反向电压保护电路,例如在电子设备的输入端进行保护。
- 快速开关电路:肖特基二极管的快速开关特性使其非常适用于高频和快速脉冲电路。
特性总结:
- 低正向电压:比普通的硅二极管低,有助于减少功耗和提高效率。
- 快速响应:肖特基二极管的反向恢复时间非常短,适用于高频应用。
- 较高的电流承载能力:能够承载较大的平均整流电流,适用于电力电子设备。
因此,B340A 适用于需要高效率和低功耗的场合,例如电源模块、整流器、逆变器等设备中。
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肖特基结,肖特基二极管是由金属半导体和硅,褚构成,中间会形成势垒
参考文章:
从基础到实践(六):常见二极管类型深度解析_整流二极管 知乎-优快云博客
从基础到实践(七):二极管选型注意事项-优快云博客
从基础到实践(八):二极管在电源端口的保护应用_二极管怎么选择抛负载12v系统和24v系统-优快云博客
类型 | 典型型号 | 选型标准 |
---|---|---|
整流二极管 | 1N5408 | 额定电流(如3A)、耐压(如1000V)、正向压降、封装类型(如DO-201) |
肖特基二极管 | SS54 | 反向耐压(如40V)、正向压降(如0.55V)、反向漏电流(如0.5mA)、封装(如SMA) |
稳压二极管 | BZX55C5V1 | 稳压值(如5.1V)、功率(如0.5W)、动态阻抗、封装(如DO-35) |
TVS二极管 | SMBJ5.0A | 反向工作电压(如5V)、击穿电压、箝位电压(如9.2V)、封装(如SMB) |
快恢复二极管 | UF4007 | 反向恢复时间(如75ns)、耐压(如1000V)、正向电流(如1A)、封装(如DO-41) |
变容二极管 | BBY40 | 电容量范围(如2pF-10pF)、调谐比、品质因数(Q值)、封装(如SOT-23) |
电路设计的例子
下面是一个使用二极管的电路设计示例,涉及整流、稳压、ESD保护和高频应用。
示例:基于 AC-DC 整流 + 稳压 + ESD 保护的供电电路
应用场景:
用于一个小型嵌入式设备,从AC 220V 转换为 DC 5V,并加入 ESD 保护。
电路功能
- 整流:使用整流二极管 1N5408 将 AC 转 DC
- 滤波:加上电容去除纹波
- 稳压:使用稳压二极管 BZX55C5V1 设定 5.1V 稳压
- ESD 保护:使用TVS 二极管 SMBJ5.0A 防止浪涌干扰
电路设计
1. 整流部分(整流二极管 1N5408)
- 采用全桥整流方式,输入 AC 220V,经整流桥输出脉动 DC。
- 1N5408 选型理由:
- 1000V 耐压
- 3A 正向电流
- DO-201 封装适用于高功率
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AC 输入 │ ┌───┴───┐ │ │ ─┼─>|─┼─>|─ 1N5408 (整流) │ │ ─┼─>|─┼─>|─ │ │ └───┬───┘ │
2. 滤波(电解电容 1000uF)
- 去除整流后的纹波,提高 DC 稳定性
- 选型:1000uF/25V 电解电容
- 并联 0.1uF 陶瓷电容吸收高频干扰
DC + ──── C1 (1000uF) ─── GND DC + ──── C2 (0.1uF) ─── GND
3. 稳压(稳压二极管 BZX55C5V1)
- 稳压 5.1V,防止电压波动
- 选型理由:
- 5.1V 稳压值
- 0.5W 功率
- DO-35 小封装适用于嵌入式
DC + ────|>|─── GND (BZX55C5V1)
4. ESD 保护(TVS 二极管 SMBJ5.0A)
- 用于防止 USB 或 GPIO 口受静电冲击
- 选型:
- 反向工作电压 5V
- 箝位电压 9.2V
- SMB 封装适合表贴设计
USB VBUS ────|>|──── GND (SMBJ5.0A)
总结
二极管类型 | 作用 | 选用型号 | 备注 |
---|---|---|---|
整流二极管 | AC 转 DC 全桥整流 | 1N5408 | 1000V 耐压 / 3A |
稳压二极管 | 设定 5.1V 输出 | BZX55C5V1 | 5.1V / 0.5W |
TVS 二极管 | ESD 保护 / 浪涌抑制 | SMBJ5.0A | 5V 反向工作电压 |
这个电路适用于 AC/DC 电源转换,同时具备稳定性和抗干扰能力。你可以用它作为小型设备的供电部分,例如MCU 供电模块、无线传感器节点等。
二极管例子
下面是一个综合应用多个二极管的电路设计示例,结合了整流、稳压、开关保护、高速应用等不同需求。
示例:带开关电源和射频调谐的智能设备供电与通讯模块
应用场景:
用于一个智能无线设备,包含AC-DC 整流供电、高频电源管理、ESD 保护、信号调谐等功能。
电路功能
- 整流:1N5408(整流二极管),用于 AC 220V 输入整流
- 高频整流:SS54(肖特基二极管),用于开关电源二极管整流
- 稳压:BZX55C5V1(稳压二极管),设定 5.1V 稳压
- ESD 保护:SMBJ5.0A(TVS 二极管),防止 USB 或 GPIO 口受静电冲击
- 高效续流:UF4007(快恢复二极管),用于 DC-DC 逆变器续流
- 射频信号调谐:BBY40(变容二极管),用于无线通讯频率调整
电路设计
1. 整流电路(1N5408 - 整流二极管)
作用:将 AC 220V 转换为 DC(全桥整流)。
选型理由:
- 1000V 耐压
- 3A 正向电流
- DO-201 封装适用于高功率
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AC 输入 │ ┌───┴───┐ │ │ ─┼─>|─┼─>|─ 1N5408 (整流) │ │ ─┼─>|─┼─>|─ │ │ └───┬───┘ │
2. 高频开关电源整流(SS54 - 肖特基二极管)
作用:在 DC-DC 降压电路中,快速整流开关电压,减少损耗。
选型理由:
- 40V 反向耐压
- 低正向压降(约 0.55V)
- SMA 封装,适用于表贴设计
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DC-DC 输出 ────|>|──── GND (SS54)
3. 稳压电路(BZX55C5V1 - 稳压二极管)
作用:保持 5.1V 电压稳定,防止供电波动影响 MCU 运行。
选型理由:
- 5.1V 稳压值
- 0.5W 功率
- DO-35 小封装适用于嵌入式
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DC 5V ────|>|──── GND (BZX55C5V1)
4. ESD 保护(SMBJ5.0A - TVS 二极管)
作用:用于防止 USB 或 GPIO 口受静电冲击(ESD 保护)。
选型理由:
- 5V 反向工作电压
- 箝位电压 9.2V
- SMB 封装,适合表贴设计
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USB VBUS ────|>|──── GND (SMBJ5.0A)
5. 续流二极管(UF4007 - 快恢复二极管)
作用:用于开关电源续流二极管,保证高效能量回收。
选型理由:
- 反向恢复时间短(75ns)
- 1000V 耐压
- DO-41 封装适用于功率电路
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电感续流回路 ────|>|──── GND (UF4007)
6. 射频调谐(BBY40 - 变容二极管)
作用:用于射频电路中的频率调谐(VCO 振荡器),改变电压可调谐频率。
选型理由:
- 2pF-10pF 可变电容范围
- 高调谐比
- 适合射频电路的 SOT-23 封装
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射频信号 ────|>|──── GND (BBY40)
总结
二极管类型 | 作用 | 选用型号 | 关键参数 |
---|---|---|---|
整流二极管 | AC 转 DC 全桥整流 | 1N5408 | 1000V 耐压 / 3A |
肖特基二极管 | 高频整流(开关电源) | SS54 | 40V 耐压 / 0.55V Vf |
稳压二极管 | 设定 5.1V 输出 | BZX55C5V1 | 5.1V / 0.5W |
TVS 二极管 | ESD 保护 / 浪涌抑制 | SMBJ5.0A | 5V 工作电压 / 9.2V 箝位电压 |
快恢复二极管 | 续流(DC-DC 转换器) | UF4007 | 1000V 耐压 / 75ns 反向恢复 |
变容二极管 | 高频调谐(射频电路) | BBY40 | 2pF-10pF 电容量 / 高 Q 值 |
这个设计适用于 嵌入式系统、智能物联网设备、无线通信模块等,结合了多种二极管的优势,确保电源供电稳定、信号调谐灵活、器件受干扰保护。
你可以直接参考这个设计,或者根据你的需求调整元器件选型!