Retningslinjer for valg af diode

Når man vælger en diode til en bestemt applikation, skal flere faktorer overvejes for at sikre god ydelse og pålidelighed.En faktor i denne selektionsproces er at forstå diodens forskellige egenskaber, såsom dens fremadrettede ledningstrykfald, maksimal driftsspænding og pålidelighed under forskellige forhold.Denne artikel vil guide dig gennem disse faktorer, forklare de forskellige attributter og hvordan de påvirker diodeudvælgelsesprocessen.Det giver også nogle overvejelser til at opnå den mest effektive diode -ydeevne i kredsløbsdesign.

Katalog

Forståelse af elementerne i dioden

Dioder er vigtige komponenter i elektroniske kredsløb, der i vid udstrækning bruges til deres evne til at kontrollere strømmen af ​​elektrisk strøm.Her er nogle vigtige faktorer, der skal overvejes, når du vælger dioder til dine kredsløb, og fokuserer især på kortvarig spændingsundertrykkende (TVS) dioder.At forstå disse kan hjælpe dig med at sikre den gode ydelse, levetid og pålidelighed af dine elektroniske design.Der er mange overvejelser i diodeudvælgelse, herunder egenskaber såsom fremadrettet ledningstrykfald, nominel strøm, omvendt spændingstolerance og mere.

Faktorer, der skal overvejes ved valg af modeller

Når man vælger diodemodeller, skal flere faktorer evalueres for at sikre optimal ydelse, pålidelighed og kompatibilitet med den tilsigtede anvendelse.At forstå disse faktorer vil hjælpe dig med at tage informerede beslutninger under valg af komponent.

Spændingsfald og fremadledning

Fremadsledningsspændingsfald

Spændingsfaldet over en diode, når den ledes strøm, er en afgørende faktor i dens ydeevne.Denne spændingsændring opstår, når strømmen strømmer gennem belastningen, og den kaldes spændingsfaldet.Specifikt er "Turn-on Spændingsfaldet" den spænding, hvorpå dioden begynder at lede.Forholdet mellem den forreste spænding og strøm er signifikant, fordi strømmen ved lave fremadrettede spændinger er ubetydelig, mens strømmen ved højere spændinger øges strømmen hurtigt, når dioden tænder på.Den ideelle diode vil have et lavspændingsfald, der minimerer tab og varmeproduktion, hvilket er vigtigt for effekteffektivitet.

Forholdet mellem den forreste spændingsfald og ledningsstrøm varierer afhængigt af diodematerialet, såsom silicium eller germanium, hvor sidstnævnte typisk har en lavere tærskelspænding (ca. 0,2V) sammenlignet med siliciumdioder (0,6V).Derfor, når du vælger en diode, kan vælge en med den laveste spændingsfald, der er egnet til driftsstrøm, påvirke den samlede effektivitet og varmeafledning.

Temperatureffekter på spændingsfald

Diodens spændingsfald påvirkes af omgivelsestemperatur.Efterhånden som temperaturen stiger, falder det fremadgående spændingsfald generelt.Imidlertid kan ekstreme temperaturer føre til stabilitetsproblemer, der kræver afdering for at sikre sikker drift.For eksempel mens SM360A Diode viser et spændingsfald, der er højest ved -45 ° C, den forbliver stabil inden for driftsområdet, men ved temperaturer over 75 ° C bliver dering nødvendigt for at forhindre overophedning og skade.

Bedømt strøm og maksimal fremadrettet strøm

Bedømt strøm (hvis)

Den nominelle strøm henviser til den gennemsnitlige strøm, som dioden kan håndtere under langvarig drift uden overophedning.Denne værdi er typisk knyttet til størrelsen på diodens PN -kryds og dens evne til at sprede varme.For eksempel kan siliciumdioder håndtere op til 1000A, mens germaniumdioder generelt understøtter lavere strømme (ca. 1A).Evnen til at styre termisk opbygning er vigtig for at forhindre dyseskade.Overskridelse af den nominelle strøm uden tilstrækkelig afkøling får dioden til at overophedes og potentielt mislykkes.

Maksimal fremadrettet strøm

Denne værdi definerer den højeste strøm, som dioden kan passere uden at gennemgå skader på grund af overdreven varme.Det er vigtigt at vælge en diode, hvis maksimale fremadrettet strømmen er i overensstemmelse med de aktuelle krav i kredsløbet i betragtning af de termiske forhold.

Maksimal gennemsnitlig rettet strøm

Dette er den maksimale gennemsnitlige strøm, der strømmer gennem dioden i et halvbølge-ensretterkredsløb.Når du vælger en diode til ensrettet applikationer, sikrer den maksimale gennemsnitlige ensrettede strøm, at dioden kan håndtere den forventede strømbelastning uden svigt.Denne værdi skal tilpasse sig designspecifikationerne i ensretterkredsløbet for at sikre korrekt funktion.

Maksimal overspændingsstrøm

Surge strøm henviser til en kort stigning i strøm, der overstiger den nominelle strøm.Dioder skal være i stand til at modstå denne stigning uden at opretholde skader.Overspændingsstrøm kapacitet til dioder, der bruges i strømforsyninger og kredsløb, hvor pludselige høje strømme kan forekomme, såsom i induktive belastninger.

Maksimal omvendt spidsspænding

Den omvendte spidsspænding er den maksimale spænding, som en diode kan modstå i den modsatte retning uden nedbrydning.Gentagen eksponering for omvendte spændinger kan skade dioden, hvilket fører til fiasko.Den maksimale omvendte spidsspænding i ensretteringsapplikationer, hvor dioden udsættes for både fremad- og omvendt spændinger.Dioder med høje omvendt spidsspændingsvurderinger er nødvendige for højspændingsapplikationer.

Maksimal omvendt spænding

Den omvendte spænding henviser til den maksimale DC -spænding, som en diode kan opretholde i omvendt retning.Denne bedømmelse er vigtig, når man designer kredsløb, der involverer DC -effekt og sikrer, at dioden ikke mislykkes under kontinuerlige omvendte spændingsbetingelser.

Maksimal driftsfrekvens

Efterhånden som driftsfrekvensen øges, forværres diodens evne til at udføre i One Direction på grund af forbindelseskapacitans.Højfrekvente dioder, såsom punktkontaktdioder, kan håndtere frekvenser over 100 MHz, mens ensretterdioder typisk er begrænset til lavere frekvenser, omkring et par tusinde Hz.Diodens frekvensrespons skal matche kredsløbets operationelle frekvens for at undgå nedbrydning af ydelsen.

Omvendt gendannelsestid

Dette indikerer forsinkelsestiden mellem, når dioden slukker, og når strømmen ophører helt.Minimering af omvendt gendannelsestid for applikationer, der involverer højhastighedsskiftning, da lange gendannelsestider kan forårsage ineffektivitet og signalforvrængning.

Maksimal strømhåndtering

Den maksimale effekt henviser til det højeste effektniveau, som dioden kan håndtere uden overophedning.Dioder spreder strøm som varme, og deres evne til at håndtere denne varme til pålidelig drift.Dette er vigtigt for Zener -dioder og variable resistensdioder, som ofte bruges i spændingsreguleringsapplikationer.

Omvendt mætning lækage strøm

Lækstrøm opstår, når en lille mængde strøm strømmer gennem dioden i modsat retning, selv når den ikke udfører.Mængden af ​​lækstrøm er temperaturafhængig og varierer baseret på halvledermaterialet.Siliciumdioder har typisk en lækstrøm i NA -området, mens germaniumdioder kan have lækagestrømme i MA -området.

Derating og forbindelsestemperatur

For at udvide livet og forbedre pålideligheden af ​​dioder anvendes dering ofte.Ved at betjene dioden ved en lavere forbindelsestemperatur end dens maksimale vurderede værdi kan dens levetid øges.F.eks. Kan det at drive en diode ved 125 ° C reducere sin levetid, men dering til 110 ° C kan fordoble sin levetid.Denne praksis er vigtig, når man arbejder med miljøer med høj effekt eller høj temperatur.

Sikkerhedsstandarder

Når du vælger dioder, er det vigtigt at sikre, at de opfylder sikkerhedscertificeringer som UL (Nordamerika), CSA (Canada) og TUV (Tyskland).Disse certificeringer sikrer, at dioden overholder sikkerhedsbestemmelserne, hvilket reducerer risikoen for fiasko eller sikkerhedsfarer under drift.

Pålidelighedsdesign

Pålidelighed er til ydelsen af ​​enhver elektronisk komponent.At sikre korrekt selektion, kredsløbsdesign, mekanisk support og termisk styring forlænger diodens levetid og hele systemet.Effektivt pålidelighedsdesign hjælper med at forhindre fiasko på grund af upassende belastninger og miljøforhold.

Tolerancedesign

Design til tolerance involverer regnskab for variationer i diode på grund af fremstillingstolerancer, temperaturændringer og aldringseffekter.At tillade en vis fleksibilitet i disse sikrer, at kredsløbet fungerer pålideligt, selv når komponenter afviger fra deres nominelle værdier.

Emballageovervejelser

Emballage spiller en stor rolle i ydelsen og pålideligheden af ​​dioder.Anvendelsen af ​​aksialt indsatte diodepakker og åbne dioder anbefales ikke på grund af dårlige pålidelighed og varmeafledningsproblemer.Valg af en pakke af høj kvalitet såsom glaspassiverede dioder (GPP) sikrer god ydelse, stabilitet og varmehåndtering.

Teknisk sammenligning af GPP og OJ -chips

I passiverings- og testprocessen gennemgår GPP -chips glaspassivering på skiverstadiet, hvilket muliggør VR -sonde -test inden montering.I modsætning hertil kan OJ -chips kun udføre VR -test, efter at produktet er blevet samlet fuldt ud. Strukturelt har GPP -chips en 1000V VRM med en rillet, passiveret P+ -overflade og en negativ skråstruktur på MESA.Dette design skaber et højere overflade elektrisk felt sammenlignet med resten af ​​kroppen.OJ -chips mangler denne skråning og har i stedet en flad skæreflade.Med hensyn til passivering anvender GPP -chips glaspassivering specifikt på PN -krydsetområdet, hvilket resulterer i målrettet og effektiv beskyttelse.OJ-chips bruger på den anden side silikonegummi til dækning i fuldt afsnit, hvilket tilbyder bredere, men mindre optimeret passivering. Skæremetoden adskiller de to yderligere.

GPP -chips er afhængige af mekanisk klipning, som introducerer et lag med skæringsskader.Til sammenligning produceres OJ -chips gennem kemisk ætsning, der fjerner skæreskadeslaget og forbedrer strukturel integritet.Materiel behandling og ydeevne varierer også.GPP-chips er passiveret med et højtemperatur smeltet uorganisk glaslag, hvilket forbedrer deres forbindelsestemperatur (TJM) og høje temperatur omvendt strøm (HTIR) stabilitet.I modsætning hertil er OJ-chips mere kompatible med traditionel lead-out-emballage, som forbliver vidt brugt.

Produktionsprocesvariationer

Fremstillingsprocesserne til disse chips er især forskellige.OJ -chips kræver flere stadier, herunder lodning, pickling, passivering, hvidning, hærdning og bagning.Deres elektriske ydelse og omvendt spændingsegenskaber er tæt knyttet til pickling- og emballageprocesserne.Plug-in-emballage er den mest almindelige form for OJ-chips.I mellemtiden involverer GPP -chipproduktion pickling og passivering i skiven, som direkte bestemmer chipens elektriske egenskaber.GPP-chips er typisk forseglet ved hjælp af pakning af patch-type, der optimerer deres kompakte og højtydende design.

Konklusion

Valg af den rigtige diode involverer en grundig forståelse af de elektriske egenskaber og operationelle, der påvirker ydeevnen.Ved at evaluere de faktorer som fremadrettet ledningsspænding, aktuelle ratings, omvendt spændingstolerance og pålidelighedsfaktorer kan du sikre dig, at den valgte diode opfylder kravene i applikationen.Korrekt diodevalg forbedrer ikke kun kredsløbets effektivitet, men bidrager også til hele systemets levetid og sikkerhed.

Ofte stillede spørgsmål

1. Hvilke faktorer skal jeg overveje, når jeg vælger en diode?

Når du vælger en diode, skal du fokusere på følgende:

Maksimal ensrettet strøm (IF) - den højeste strøm, som dioden kan håndtere.

Maksimal omvendt arbejdsspænding (UDRM) - Den maksimale omvendte spænding, som dioden kan modstå.

Omvendt lækstrøm (IDRM)-Den lille strøm, der flyder, når dioden er omvendt partisk.

Dynamisk modstand (RD) - Diodens modstand ved udførelse.

Maksimal driftsfrekvens (FM) - Den højeste frekvens, som dioden kan fungere effektivt.

Spændingstemperaturkoefficient (αuz) - Hvordan diodens spænding ændres med temperaturen.

2. Hvad er de to vigtigste parametre til valg af en diode?

Maksimal omvendt opdelingsspænding (UBRCEO) - sikrer, at dioden kan håndtere omvendt spænding sikkert.

Maksimal ensrettet strøm (IDM) - sikrer, at dioden kan bære den krævede fremadstrøm.

3. Hvordan vælger jeg den rigtige Schottky -diode?

For at vælge en Schottky -diode skal du overveje følgende:

Fremadstrøm og omvendt modstå spænding - Spændingsklassificeringen skal overstige påføringsspændingen.

For højfrekvent ensretning bør den omvendte spændingsvurdering typisk være 2 gange den faktiske spænding (f.eks. Til 5V skal du bruge en 10V-klassificeret diode).

For induktive belastninger skal du vælge en spændingsvurdering 3-5 gange højere end den faktiske spænding.

Strømsmargin - Sørg for, at den fremadrettede strømvurdering overstiger applikationsstrømmen med mindst 20% (f.eks. For 8A skal du vælge en 10A -diode).For bedre pålidelighed skal du sigte mod en 50% margin eller mere.