چه پارامترهای الکتریکی هنگام انتخاب دیود باید در نظر گرفته شود؟

一 ، پارامترهای الکتریکی اساسی: عملکرد اصلی دستگاه را تعیین کنید
1. افت ولتاژ مثبت (VF)
افت ولتاژ رو به جلو اختلاف ولتاژ بین آند و کاتد هنگام انجام یک دیود است که مستقیماً بر کارایی مدار تأثیر می گذارد. مقدار معمولی دیودهای سیلیکون 0.6 {4} 0.7 ولت است ، در حالی که دیودهای Schottky می توانند به اندازه 0.2-0.4V باشند. در ولتاژ کم و سناریوهای جریان بالا (مانند مبدل های DC-DC) ، کاهش VF با 0.1 ولت می تواند راندمان را 2-3 ٪ افزایش دهد. به عنوان مثال ، در یک مدار خروجی 5V/3A ، با استفاده از یک دیود Schottky با VF=0.3 V (مانند 1N5819) می تواند مصرف برق را 12 وات در مقایسه با یک دیود سیلیکون معمولی کاهش دهد (VF {14} V V).
2. حداکثر جریان اصلاح شده (if)
این پارامتر حداکثر جریان متوسط ​​را تعریف می کند که یک دیود می تواند تحت عمل پایدار مدت طولانی - عبور کند ، که توسط منطقه اتصال PN و شرایط اتلاف گرما تعیین می شود. به عنوان مثال ، دیود یکسو کننده 1N4007 دارای درجه ای از 1A است ، اما جریان اوج واقعی آن می تواند به 30a (پالس غیر تکراری) برسد. هنگام انتخاب ، لازم است در نظر گرفته شود:
جریان کار مداوم: حاشیه 20-30 ٪ باید باقی بماند
جریان کار پالس: پارامترهای مرجع IFSM (جریان غیر تکراری)
طراحی اتلاف گرما: بسته TO-220 بیش از 5 برابر ظرفیت اتلاف گرما بیشتر از بسته SOD-123 است
3. ولتاژ خرابی معکوس (VBR) و حداکثر ولتاژ عملیاتی معکوس (VRM)
VBR ولتاژ بحرانی برای تجزیه معکوس دیود است ، در حالی که VRM به طور معمول 60-80 ٪ از VBR را به عنوان منطقه عملیاتی ایمن می گیرد. به عنوان مثال ، در یک مدار یکسو کننده AC 220 ولت ، دیودهای با VRM بیشتر از یا مساوی 600 ولت (مانند 1N4007 با VRM=1000 V) انتخاب می شوند. توجه به سناریوهای خاص باید توجه شود:
ولتاژ بیش از حد گذرا: تطبیق VBR از دیود تلویزیون با ولتاژ گیره (VC) را در نظر بگیرید
کاربرد ولتاژ بالا: دیود بازیابی سریع ساختار پین می تواند هزاران ولت ولتاژ معکوس را تحمل کند
4. جریان نشت معکوس (IR)
IR منعکس کننده توانایی برش معکوس دیودها است و برای هر 25 درجه افزایش دما ، IR تقریباً 10 برابر افزایش می یابد. در مدارهای تشخیص ولتاژ-} ، IR بیش از حد می تواند منجر به خطاهای اندازه گیری شود. به عنوان مثال ، دیود آشکارساز 2AP Germanium می تواند به IR 100 میکروگرم A در VR=50 V برسد ، در حالی که سیلیکون {8} مبتنی بر 1N4148 دارای IR از<0.1 μ A under the same conditions.
2 ، پارامترهای مشخصه پویا: بر فرکانس بالا- و عملکرد سوئیچینگ تأثیر می گذارد
5. زمان بازیابی معکوس (TRR)
TRR زمان انتقال یک دیود از هدایت به برش است که برای کارآیی منبع تغذیه سوئیچینگ بسیار مهم است. دیود یکسو کننده سنتی TRR می تواند به صدها نانو ثانیه برسد ، در حالی که دیودهای بازیابی سریع (مانند FR107) می توانند آن را به 50N کاهش دهند ، و دیودهای Schottky حتی می توانند آن را به چند نانو ثانیه کاهش دهند. در یک منبع تغذیه سوئیچینگ 500 کیلوهرتز ، با استفاده از یک دیود بازیابی سریع با TRR {5} ns می تواند در مقایسه با دیودهای معمولی ، بیش از 5 ٪ کارایی را بهبود بخشد.
6. ظرفیت اتصال (CJ)
CJ از خازن های انتشار و خازن های سد تشکیل شده است ، که به طور مستقیم بر یکپارچگی سیگنال های فرکانس بالا- تأثیر می گذارد. در مدارهای RF ، CJ بیش از حد می تواند باعث کاهش سیگنال و تحریف فاز شود. به عنوان مثال:
1N4148 سوئیچ سیگنال کوچک دیود CJ =4 pf (@ vr =0 v)
سری HSMS-286X Schottky Diode CJ<0.6pF, suitable for GHz level applications
دیودهای Varactor می توانند با تنظیم ولتاژ معکوس ، که برای تنظیم مدارها استفاده می شود ، به تغییر مداوم CJ دست یابند
7. حداکثر فرکانس عملیاتی (FM)
FM به طور مشترک توسط TRR و CJ تعیین می شود ، با دامنه ارزش معمولی:
اصلاح دیود:<1kHz
دیود بازیابی سریع: 10kHz-1MHz
دیود شاتکی: بالاتر از 100 مگاهرتز
دیود خازن متغیر: قادر به رسیدن به سطح GHz
3 ، پارامتر شدید: از عملکرد ایمن دستگاه اطمینان حاصل کنید
8. جریان افزایش تکراری (IFSM)
IFSM حداکثر جریان پالس را تعریف می کند که یک دیود در یک دوره 10ms مقاومت می کند ، به طور معمول 5 {3 {3} 20 برابر از IF. تأیید کلیدی در سناریوهایی مانند راه اندازی موتور و شارژ خازن مورد نیاز است:
1N5408 DIODE IFSM =200 A (@ 10ms)
انرژی افزایش واقعی باید با استفاده از فرمول محاسبه شود: E=I ² rmst (جایی که من جریان Surge و T طول مدت است)
9. دمای اتصالات (TJ) و مقاومت حرارتی (R θ ja)
TJ بالاترین درجه حرارت در داخل تراشه است که معمولاً برای لوله های سیلیکون بیش از 150 درجه نیست. مقاومت حرارتی r θ ja نشان دهنده توانایی اتلاف گرما است ، به عنوان مثال:
بسته بندی SOD-123: r θ ja ≈ 300 درجه /w
بسته TO-220 (با سینک گرما): r θ ja<10 ℃/W
دمای اتصال واقعی را می توان با استفاده از فرمول TJ=ta+p × r θ ja محاسبه کرد (جایی که TA دمای محیط است و P مصرف برق است).
10. اتلاف برق (PD)
PD حداکثر مصرف انرژی یک دیود را در شرایط خاص اتلاف گرما تعریف می کند ، که باید با مصرف انرژی واقعی مدار مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال:
PD از 1N4007 در هوای آزاد 1W است
در شرایط خنک کننده هوا اجباری ، می توان آن را به 3W افزایش داد
مصرف انرژی واقعی باید با استفاده از p=vf × در صورتی محاسبه شود ، با حاشیه 50 ٪ باقی مانده است
4 ، پارامترهای برنامه ویژه: کلید انتخاب مبتنی بر سناریو
11. پارامترهای تثبیت ولتاژ (VZ ، RZ)
دیودهای زنر باید توجه کنند:
ولتاژ پایدار (VZ): دقت می تواند به 1 ± ، 2 ± برسد
مقاومت پویا (RZ): منعکس کننده عملکرد تثبیت ولتاژ ، مقدار معمولی 0.1-100 Ω
ضریب دمای ولتاژ: به عنوان مثال ، تنظیم کننده ولتاژ نوع 2DW7C دارای ضریب دما از+0.07 ٪/ درجه است
12. پارامترهای محافظت ESD (دیود تلویزیون)
دیود سرکوب ولتاژ گذرا باید تأیید شود:
ولتاژ خرابی (VBR): کمی بالاتر از ولتاژ عملیاتی مدار
ولتاژ گیره (VC): ولتاژ محافظ در جریان پالس مشخص شده
قدرت پالس اوج (PPP): به عنوان مثال ، PPP تلویزیون SMAJ5.0A 400W (شکل موج 8/20 میکروگرم) است)
5 ، روش انتخاب: روش چهار مرحله ای برای تطبیق پارامتر
تعریف سناریو: نوع برنامه را به وضوح تعریف کنید (اصلاح/تعویض/تنظیم ولتاژ/محافظت)
فیلتر پارامتر: مدل ها را بر اساس پارامترهای اصلی انتخاب کنید (VF/IF/VRM/TRR)
طراحی منحرف: ولتاژ/جریان با ارزش 80 ٪ ، درجه حرارت در 50 ٪ حاشیه
آزمایش تأیید: پارامترهای کلیدی مانند VF ، IR ، TRR و غیره را از طریق اندازه گیری مدار واقعی اندازه گیری کنید
مورد معمولی:
در مدار یکسو کننده منبع تغذیه سوئیچینگ 48V/10A ، مراحل انتخاب به شرح زیر است
الزامات را تعیین کنید: VF<0.5V, IF ≥ 15A, VRM ≥ 60V, trr<50ns
مدل انتخاب اولیه: DIODE MBR2060CT SCHOTTKY (VF)=0.45 v@10a ، اگر =20 a ، vrm =60 v ، trr =10 ns)
تأیید حرارتی: محاسبه TJ =25 درجه +(0.45V × 10A × 0.05 درجه /w) درجه 5 {5} درجه (با استفاده از بستر مس برای اتلاف گرما)
آزمایش واقعی: VF =0.47 V در شرایط بار کامل با افزایش دما 22 درجه اندازه گیری شد که مطابق با الزامات طراحی است