硬件工程师在二极管选型时需要关注的6大特性曲线

原创 zxf1809721203 2024-04-19 12:25

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一个有温度的硬件工程师-文末有惊喜


非淡泊无以明志,非宁静无以致远。



前言



刚入门的硬件工程师在进行电路设计选型时,一打开数据手册,很容易重参数,轻曲线,也就是喜欢翻看数据手册中的电气特性参数,比较容易忽视数据手册后半部分的各种特性参数曲线,这样有很大的弊端,因为一个合格的电路,不只是在常温25℃,常压也就是额定电压下可靠工作,而且要在高温(比如150℃),低温(比如-40℃)下可靠工作才行。关于二极管选型,今天就重点介绍一下数据手册中的特性曲线。


1.最大允许连续正向电流与环境温度



二极管能够允许的最大允许连续正向电流与环境温度是有关系的,需要注意的是这个关系曲线是在特定条件下测出来的,比如单面板,四层板,二极管采用规格书定义的标准封装,如果你设计的电路板和这些特定测试条件不同,那么你就不能直接拿这个曲线去评估你的二极管能通过多大的电流。所以这个曲线主要是参考意义,也就是这个曲线告诉你二极管的正向电流和你的产品的实际环境温度有关,可别直接套用数据手册中给的参数去做设计


正向电流与正向电压的关系



有些硬件工程师一提起二极管的正向压降是多少,脱口而出0.7V,当然答案不能算错,只能说在特定条件下是0.7V,二极管的正向压降主要受两个因素影响,一个是二极管的正向电流,一个是二极管的结温,正向电流越大,二极管的正向压降就越大,二极管的结温越高,二极管的正向压降就越小。所以这告诉了我们一个重要的知识点,那就是低温时二极管的正向压降会增大,在设计电路时要重点考虑低温时二极管两端的电压能否使它顺利导通。


非重复峰值正向电流与脉冲时间



最大允许非重复峰值正向电流与脉冲持续时间的关系比较好理解,我们可以从发热的角度来理解,发热量=P*t=I*U*t,脉冲持续时间越长,电流越大,二极管功耗就越大,温升也就越大,限制条件就是二极管温度不能超过最大结温。最大结温是固定的,I和t成反比。关于IFSM的计算校核,可以参考我之前的文章。


反向电流与结温



结温越大,反向电流也越大,对于一些功耗要求比较严格的电路中,务必要注意,比如下图中结温15·0℃时,反向电流达到了惊人的1mA,这个数值已经是非常大了。

二极管电容与反向电压



二极管两端的反向电压越大,二极管的电容就越小,这个电容也是导致二极管存在反向恢复时间的罪魁祸首,影响很多,可以参考之前的文章详细介绍了其影响。在高频开关电路中,如果二极管的电容过大,会造成其容抗很低,可能旁路二极管,从而使得二极管的反向截止失灵。


最大允许连续反向电压与环境温度



最大允许连续反向电压与环境温度的关系我们在之前的文章也介绍过,这也是很多硬件工程师在进行二极管选型时容易忽略的点,二极管的反向耐压不是固定的!二极管的反向耐压不是固定的!二极管的反向耐压不是固定的!重要的事情说三遍吧,一定要关注规格书中二极管的反向耐压随温度的关系曲线,这个问题在自己常规测试不一定测出来,但是批量后,很可能就会暴露出来,这个时候的问题就是大问题了。





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