前言
在上一篇文章中二極管datasheet實例講解--二極管選型進階教程(1),我們基于實際的二極管規(guī)格書,講解了規(guī)格書中的簡要描述/特點/關鍵參數,引腳信息/訂購信息/絲印標識,以及絕對最大額定值,接下來講解一下規(guī)格書中的熱特性參數,電氣特性參數,以及選型時需要特別關注的特性曲線。
熱特性參數
規(guī)格書中出現了兩個熱特性參數,分別是Rth(j-a)和Rth(j-sp),Rth(j-a) 是結與環(huán)境溫度之間的熱阻 (°C/W),Rth(j-sp)是結和焊點之間的熱阻 (°C/W),關于這兩個特性參數的使用,在之前的文章中已經介紹過,大家可以查閱這篇文章:硬件工程師需要學會的用熱阻Rth(J−A)和瞬態(tài)熱阻rth(J−A)計算二極管溫升的方法(1)。需要注意的是廠家給出的熱阻參數都是在特定的條件下測出來的,比如PCB的材料FR4,PCB的層數,單層板,以及采用二極管標準封裝,當然和PCB的尺寸也有關系,不過這個規(guī)格書中沒有標準測試用的PCB的尺寸,所以廠家給出的熱阻參數我們可以拿來參考,但是會有偏差,偏差的大小取決于我們自己實際設計的PCB的廠家的PCB的差異,所以這個參數只是有參考意義。
電氣特性參數
有些工程師常常把Limiting values和Characteristics搞混淆,Limiting values是在極端條件下考慮的,比如溫度極端高或極端低、電壓過高或過低等情況,Characteristics一般是常溫常壓條件下考慮,在設計時二極管的電氣環(huán)境一定不能超過Limiting values的限制。
VF:正向電壓是二極管在指定溫度下以指定電流正向導通時在其陽極和陰極之間產生的壓降。
首先正向電壓和溫度有關,硅二極管的正向電壓具有負溫度系數,而SiC肖特基二極管的正向電壓具有正溫度系數,這樣不同類型的二極管并聯使用時其正向壓降不同可能會導致某些管子沒導通從而導致電流僅從低正向導通壓降的管子流過,可能會出現電流過大導致的熱失控問題。
其次正向電壓和正向電流IF有關,正向電流越大,正向電壓就越大。
IR:反向漏電流是當在二極管上施加指定的反向電壓時從陰極到陽極反向流動的電流。IR取決于溫度,隨著結溫(Tj)的增加而呈指數增加。肖特基二極管和快速恢復二極管比常規(guī)的硅整流二極管具有更高的IR。因此,在高溫和高壓條件下,反向功耗的增加可能會導致器件損壞。因此,當二極管用于大功率高頻整流應用時,二極管在進行熱設計計算時,同時考慮正向和反向功耗。
Cd:二極管結電容是在陽極和陰極之間施加反向電壓時二極管端子之間的電容。由于二極管結電容的存在,當工作頻率超過某一值時,它的單向導電性將變差。在高頻線路中結電容過大會造成容抗很低,可能旁路二極管。同時二極管從導通狀態(tài)向截止狀態(tài)轉變時,為什么不能馬上轉換為截止狀態(tài)呢?原因就是結電容的存在,這里不展開說,后面單獨寫文章分析。Cd和反向電壓有關,反向電壓越大,Cd越小。
trr:trr是反向恢復電流在指定條件下從峰值開始減小直至二極管恢復所需的時間。trr定義為正向電流變?yōu)榱愕乃查g與反向恢復時間衰減至峰值反向電流10%的瞬間之間的時間,trr就是Cd的存在導致的。trr會影響二極管的功耗,以及電路EMI,這里不展開說,后面單獨寫文章分析。