二極體的三大雷區,謹慎謹慎再謹慎!
二極體-Diode,眾所周知是一種具有單向導電特性的電子元器件,硬體設計中經常碰到。二極體最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過(稱為順向偏壓),反向時阻斷(稱為逆向偏壓)。
二極體的作用有整流電路,檢波電路,穩壓電路,各種調製電路等等。二極體種類有很多,按照所用的半導體材料,可分為鍺二極體(Ge管)和矽二極體(Si管)。二極體看似簡單,卻埋藏著很多雷區,需要我們特別關注。
雷區1:二極體的管壓降Vf
矽二極體(不發光類型)正向管壓降0.7V,鍺管正向管壓降為0.3V,發光二極體正向管壓降會隨不同發光顏色而不同。一般經驗估算為1.7V~2.2V左右。因此正常設計中不能忽略二極體前後的管壓降。說白了,單嚮導通是以犧牲一部分電壓為代價的。
因此在一些電源電壓比較敏感的電路中如果有使用二極體的話,要特別注意電壓的變化,防止過了二極體之後的電壓不滿足要求。普通發光二極體的管壓降更高一些,要驅動的話可千萬別用1.8V這樣的電源哦。
雷區2:最高反向工作電壓Udrm
加在二極體兩端的反向電壓高到一定值時,會將管子擊穿,失去單向導電能力。為了保證使用安全,二極體的規格手冊中都會明確規定了最高反向工作電壓值。反向阻斷是有極限的,尤其是在交流的整流電路以及升壓電路中,不但要考慮正常的反向電壓,還要考慮到電感的感應電壓等等因素,留足裕量。
雷區3:反向電流Idrm
反向電流是指二極體在常溫(25℃)和最高反向電壓作用下,流過二極體的反向電流。反向電流越小,管子的單方嚮導電性能越好。反向電流與溫度有著密切的關係,大約溫度每升高10℃,反向電流增大一倍。
例如2AP1型鍺二極體,在25℃時反向電流若為250uA,溫度升高到35℃,反向電流將上升到500uA,依此類推,在75℃時,它的反向電流已達8mA,不僅失去了單方嚮導電特性,還會使管子過熱而損壞。
矽二極體比鍺二極體在高溫下具有較好的穩定性。很多設計要特別注意二極體在高溫環境下反向電流的成倍變大,選型的時候也要關注管子的反向電流參數對電路設計的影響。