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一个有温度的硬件工程师-文末有惊喜
别让别人告诉你做不到什么,因为他们只是自己做不到而已
前言
硬件工程师在进行元器件选型时,第一步就是查阅对应的datasheet,也就是规格书,元器件datasheet会给出我们选型所需的关键信息,有些信息是直接给出的,有些信息是间接给出的,需要我们基于当前规格书上的信息转换后得出,今天就详细讲解一下二极管的datasheet,限于文章篇幅,分两篇文章说明,此为(1)。
简要描述/特点/关键参数
二极管datasheet的首页一般会汇总下二极管的关键参数,比如峰值,开关速度,连续反向耐压,最大重复峰值反向电压,重复峰值正向电流,最大总功耗,以及正向电压降。这主要是便于已经比较熟悉二极管选型的硬件工程师快速获取二极管的关键参数。对于初级硬件工程师,建议还是仔细看后面的参数,这里的参数告诉了你哪些是二极管的关键参数。
引脚信息/订购信息/丝印标识
二极管是有极性的器件,有阳极,有阴极,引脚信息主要是用于原理图封装绘制时定义1脚和2脚的信息。
订购信息是用于输出BOM时,在BOM中需要写明的器件型号,丝印则是器件实物上的丝印信息,很多公司在抄板时,会通过这个丝印信息反向追溯二极管的型号,这里可以给大家推荐几个小工具,可以在公众号内回复关键词:丝印反查 获取。
绝对最大额定值
Limiting values也就是绝对最大额定值,"绝对最大额定值"通常指的二极管能够承受的最大允许值,超过这个值可能导致器件损坏或者性能下降,这个值是在极端条件下考虑的,比如温度极端高或极端低、电压过高或过低等情况,当然二极管厂家datasheet注明的这个值一般会留有一定余量,但是我们设计时务必确保电路中不会超过这个值,不然产品出现批量问题,厂家是可以不承担责任的。
VRRM:VRRM表示在datasheet中指定的温度下可以反向重复施加的最大允许瞬时电压,也就是这个电压不是直流电压,而是交流电压,一般是工频(50或60Hz)下的半正弦波电压的峰值。这个参数一般当二极管用于整流时需要特别关注。
VR:VR表示在datasheet中指定的温度下可反向施加的最大直流电压。
IF:IF是最大平均正向整流电流,是正常工作温度范围内允许的最大平均正向电流。但是需要注意的二极管能流过多大电流取决于环境温度的高低以及散热条件的好坏,规格书中写明了,器件在如下条件下:Device mounted on an FR4 Printed-Circuit Board (PCB), single-sided copper, tin-plated and standard footprint(器件安装在FR4 PCB、单面板、镀锡和标准封装上。),虽然没写明环境温度,但是一般是室温25℃下才能达到250mA的通流能力,并不表示这个二极管任何条件下都能达到250mA的通流能力,总结来说IF能不能达到250mA,取决于环境温度和PCB布局。
IFSM:浪涌电流是指二极管在规定的时间长度和波形内能够承载的最大电流脉冲,这是一个单次脉冲,非重复的。一般是工频(50或60Hz)下施加一个周期的半正弦波或方波、脉冲宽度为10ms的脉冲,datasheet会注明测试波形。但是实际上我们在进行脉冲测试时,可能不是正弦波或方波,可能是三角波或者指数波,此时我们就需要将三角波或者指数波转换成半正弦波的功率,进而评估二极管的IFSM能否满足实际测试的波形电流。此处不展开,后续会就如何转换进行计算单独写文章说明。
IFRM:重复峰值正向电流,设计时一般有点参考意义,用处不大,原因是这个和PCB散热以及环境温度有关系,当二极管以PWM工作时,建议参考上一篇文章的来计算二极管的通流能力:二极管以PWM模式工作时,基于瞬态热阻计算二极管温升的详细步骤。
Ptot:二极管能承受的最大功耗,规格书中给出最大功耗时备注了测试条件是器件安装在FR4 PCB、单面板、镀锡和标准封装上。这意味着最大功耗这个参数也是和二极管的散热条件有关,也就是二极管能承受的最大功耗会受到环境温度和PCB布局,功率二极管有无散热器的影响,所以问题的核心还是温升,评估功耗也是为了评估温升是否符合设计要求,二极管温升计算的另一篇文章参考:硬件工程师需要学会的用热阻Rth(J−A)和瞬态热阻rth(J−A)计算二极管温升的方法(1)。
Tj:二极管的最大结温。二极管在高温下会表现出较大的反向电流,如果以PWM模式工作,会影响二极管的功耗,二极管可能会进入恶性循环->结温升高->反向电流增加->功耗增加->结温升高->导致热失控。
Tstg:二极管的最大储存温度,一般大家很少关注这个参数,Tstg是二极管在不施加电压的情况下可以存放的环境温度范围。储存温度会影响二极管端子的氧化,从而影响可焊性,其他影响一般很小。
下一篇文章
下一篇文章会介绍二极管规格书的剩余部分,关注我不要错过哦!
重
要
通
知