אילו פרמטרים חשמליים יש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת דיודות?

一, פרמטרים חשמליים בסיסיים: קבע את הביצועים הבסיסיים של המכשיר
1. טיפת מתח חיובית (VF)
ירידת מתח קדימה היא הפרש המתח בין האנודה לקתודה כאשר דיודה מתנהלת, מה שמשפיע ישירות על יעילות המעגל. הערך האופייני של דיודות סיליקון הוא 0.6 - 0.7 וולט, ואילו דיודות שוטקי יכולות להיות נמוכות עד 0.2-0.4V. בתרחישים של מתח נמוך ובזרם גבוה (כגון ממירי DC-DC), הפחתת VF ב- 0.1V יכולה להגביר את היעילות ב- 2-3%. לדוגמה, במעגל פלט 5V/3A, באמצעות דיודה שוטקי עם VF =0.3 V (כגון 1N5819) יכול להפחית את צריכת החשמל ב- 12W בהשוואה לדיודה רגילה של סיליקון (VF =0.7 V).
2. זרם מקסימלי מתוקן (אם)
פרמטר זה מגדיר את הזרם הממוצע המקסימלי שדיודה יכולה לעבור דרכה תחת פעולה ארוכה- פעולה יציבה, שנקבע על ידי שטח צומת PN ותנאי פיזור החום. לדוגמה, לדיוד מיישר 1N4007 יש דירוג אם של 1A, אך זרם השיא שלו בפועל יכול להגיע ל 30A (דופק שאינו חוזר על עצמו). בבחירת הבחירה, יש לקחת בחשבון:
זרם עבודה רציף: יש להשאיר מרווח של 20-30%
זרם עבודה של דופק: פרמטרים של IFSM (זרם מתח לא חוזר על עצמו)
עיצוב פיזור חום: לחבילה של TO-220 יכולת פיזור חום גבוהה פי 5 מאשר חבילה SOD-123
3. מתח פירוט הפוך (VBR) ומתח הפעלה מקסימאלי הפוך (VRM)
VBR הוא המתח הקריטי להתמוטטות הפוך של דיודה, ואילו VRM בדרך כלל לוקח 60-80% מ- VBR כאזור ההפעלה הבטוח. לדוגמה, יש לבחור במעגל מיישר AC 220 וולט, דיודות עם VRM גדול או שווה ל 600 וולט (כגון 1N4007 עם VRM =1000 V). יש לשים לב לתרחישים מיוחדים:
מתח יתר חולף: שקול להתאים את ה- VBR של דיודת TVS עם מתח המהדק (VC)
יישום מתח גבוה: מבנה סיכה דיודה לשחזור מהיר יכול לעמוד באלפי וולט של מתח הפוך
4. זרם דליפה הפוך (IR)
IR משקף את יכולת הניתוק ההפוכה של דיודות, ולכל עלייה של 25 מעלות בטמפרטורה, IR עולה בערך 10 פעמים. במעגלי זיהוי מתח- מתח, IR מוגזם יכול להוביל לשגיאות מדידה. לדוגמה, דיודת גלאי הגרמניום 2AP יכולה להשיג IR של 100 מיקרו A ב vr =50 V, ואילו הסיליקון - מבוסס 1N4148 יש IR של<0.1 μ A under the same conditions.
2, פרמטרים מאפיינים דינמיים: השפעה על ביצועים גבוהים - ביצועים ומיתוג
5. זמן התאוששות הפוך (TRR)
TRR הוא זמן המעבר של דיודה מהולכה לניתוק, וזה חיוני ליעילות של מיתוג ספקי כוח. TRR של דיודה מיישר מסורתית יכול להגיע למאות ננו -שניות, ואילו דיודות התאוששות מהירות (כמו FR107) יכולות לקצר אותו עד 50Ns, ודיודות שוטקי יכולות אפילו להוריד אותו לכמה ננו -שניות. באספקת חשמל מיתוג של 500 קילו הרץ, באמצעות דיודה לשחזור מהיר עם TRR =20 NS יכול לשפר את היעילות ביותר מ- 5% בהשוואה לדיודות רגילות.
6. קיבול צומת (CJ)
CJ מורכב מקבלים דיפוזיה וקבלים מחסום, המשפיעים ישירות על שלמות אותות תדרים גבוהים-. במעגלי RF, CJ מוגזם יכול לגרום להניחת אותות ועיוות פאזה. לְדוּגמָה:
1N4148 מתג אות קטן דיודה CJ =4 pf (@ vr =0 v)
סדרת HSMS-286x Schottky Diode CJ<0.6pF, suitable for GHz level applications
דיודות varactor יכולות להשיג וריאציה של CJ רציפה על ידי התאמת המתח ההפוך, המשמש לכוונון מעגלי
7. תדר הפעלה מקסימלי (FM)
FM נקבע במשותף על ידי TRR ו- CJ, עם טווח ערכים טיפוסי של:
תיקון דיודה:<1kHz
דיודה לשחזור מהיר: 10kHz-1MHz
דיודה שוטקי: מעל 100 מגה הרץ
דיודה קיבול משתנה: מסוגל להגיע לרמת GHz
3, פרמטר קיצוני: להבטיח הפעלה בטוחה של המכשיר
8. זרם מתח לא חוזר על עצמו (IFSM)
IFSM מגדיר את זרם הדופק המרבי שמותר לדיודה לעמוד בתוך תקופת 10MS, בדרך כלל 5 - פי 20 מזה של אם. אימות מפתח נדרש בתרחישים כמו סטארט-אפ מוטורי וטעינה של קבלים:
1N5408 מיישר דיודה IFSM =200 A (@ 10ms)
יש לחשב את אנרגיית הזרוע בפועל באמצעות הנוסחה: e=i ² rmst (איפה שאני זרם הזרם ו- t הוא משך הזמן)
9. טמפרטורת צומת (TJ) והתנגדות תרמית (R θ JA)
TJ היא הטמפרטורה הגבוהה ביותר בתוך השבב, בדרך כלל אינה עולה על 150 מעלות עבור צינורות סיליקון. ההתנגדות התרמית R θ JA משקפת את יכולת פיזור החום, למשל:
אריזות SOD-123: R θ JA ≈ 300 מעלות /W
חבילת TO-220 (עם נקיר חום): R θ JA<10 ℃/W
ניתן לחשב את טמפרטורת הצומת בפועל באמצעות הנוסחה TJ=ta+p × r θ ja (כאשר Ta הוא טמפרטורת הסביבה ו- P היא צריכת החשמל).
10. פיזור כוח (PD)
PD מגדיר את צריכת החשמל המרבית של דיודה בתנאי פיזור חום ספציפיים, אשר יש להתאים לצריכת חשמל בפועל. לְדוּגמָה:
ה- PD של 1N4007 באוויר חופשי הוא 1W
בתנאי קירור אוויר מאולץ, ניתן להגדיל אותו ל 3W
יש לחשב את צריכת החשמל בפועל באמצעות P=VF × אם, עם מרווח של 50% נותר
4, פרמטרים מיוחדים ליישום: מפתח לבחירה מבוססת תרחיש
11. פרמטרי ייצוב מתח (VZ, RZ)
דיודות זנר צריכות לשים לב ל:
מתח יציב (VZ): דיוק יכול להגיע ל ± 1%, ± 2%
התנגדות דינמית (RZ): משקף את ביצועי ייצוב המתח, ערך אופייני 0.1-100 Ω
מקדם טמפרטורת מתח: לדוגמה, לווסת המתח מסוג 2DW7C יש מקדם טמפרטורה של +0.07%/ תואר
12. פרמטרים להגנת ESD (דיודה TVS)
יש לאמת את דיודת דיכוי מתח חולף:
מתח פירוט (VBR): מעט גבוה יותר ממתח ההפעלה של המעגל
מתח מהדק (VC): מתח המגן בזרם דופק מוגדר
PEAR PULSE POWER (PPP): לדוגמה, ה- PPP של TVS SMAJ5.0A הוא 400W (@ 8/20 מיקרו S צורת גל)
5, מתודולוגיית בחירה: שיטת ארבעה שלבים להתאמת פרמטרים
הגדרת תרחיש: הגדר בבירור את סוג היישום (תיקון/מיתוג/ויסות מתח/הגנה)
סינון פרמטרים: בחר דגמים המבוססים על פרמטרי ליבה (VF/IF/VRM/TRR)
עיצוב דלקת: מתח/זרם בערך 80% מדורג, טמפרטורה בשוליים של 50%
בדיקת אימות: מדוד פרמטרי מפתח כמו VF, IR, TRR וכו 'דרך מדידות מעגלים בפועל
מקרה טיפוסי:
במעגל מיישר פלט חשמל 48V/10a מיתוג, שלבי הבחירה הם כדלקמן
קבע דרישות: VF<0.5V, IF ≥ 15A, VRM ≥ 60V, trr<50ns
מודל בחירה ראשוני: MBR2060CT דיודה Schottky (VF)=0.45 V@10a, אם =20 a, vrm =60 v, trr =10 ns)
אימות תרמי: חישוב TJ =25 תואר +(0.45V × 10A × 0.05 מעלות /W) =47.5 תואר (באמצעות מצע נחושת לפיזור חום)
בדיקה בפועל: VF =0.47 V נמדד בתנאי עומס מלאים, עם עליית טמפרטורה של 22 מעלות, העונה על דרישות העיצוב