二极管在电源中的应用

DiodeDiode-零件介绍 零件介绍 &规格书认识

讨论内容
一，二极管的分类 二，规格书认识 三，常见的零件封装
四，在开关电源中的应用

一，二极管的分类
二极管按其用途可分为： 二极管按其用途可分为： 普通二极管和特殊二极管。 普通二极管和特殊二极管。 普通二极管： 普通二极管： 整流二极管、 整流二极管、快速二极管、 快速二极管、稳压二极管、 稳压二极管、检波二极管、 检波二极管、开关二极 管等。 管等。 特殊二极管： 特殊二极管： 发光二极管、 发光二极管、变容二极管、 变容二极管、隧道二极管、 隧道二极管、触发二极管等。 触发二极管等。 本次课程， 本次课程，主要介绍整流二极管、 主要介绍整流二极管、快速二极管和稳压二极管。 快速二极管和稳压二极管。

二，规格书的认识
1，整流二极管和快速二极管 整流二极管结构主要是平面接触型， 整流二极管结构主要是平面接触型，其特点是允许通过的电流比 较大， 较大，反向击穿电压比较高， 反向击穿电压比较高，但PN结电容比较大， 结电容比较大，一般广泛应 用于处理频率不高的电路中。 用于处理频率不高的电路中。例如整流电路、 例如整流电路、箝位电路、 箝位电路、保护电 路等。 路等。整流二极管在使用中主要考虑的问题是： 整流二极管在使用中主要考虑的问题是：最大整流电流和 最高反向工作电压应大于实际工作中的值。 最高反向工作电压应大于实际工作中的值。 快速二极管的工作原理与普通二极管是相同的， 快速二极管的工作原理与普通二极管是相同的，但由于普通二极 管工作在开关状态下的反向恢复时间较长， 管工作在开关状态下的反向恢复时间较长，一般大于500nS，不 能适应高频开关电路的要求。 能适应高频开关电路的要求。快速二极管主要应用于高频整流电 路、高频开关电源、 高频开关电源、高频阻容吸收电路、 高频阻容吸收电路、逆变电路等， 逆变电路等，其反向恢 复时间可达10nS。快速二极管主要包括快速恢复二极管 快速二极管主要包括快速恢复二极管（ 快速恢复二极管（简称 FRD）和肖特基二极管（ 肖特基二极管（简称SBD） 。

二，规格书的认识
1，整流二极管和快速二极管 整流二极管和快速二极管的常用规格比较如下： 整流二极管和快速二极管的常用规格比较如下：
Group General Purpose Rectifier >500 ~1000V ~6A 1.1~1.4V Fast Recovery Rectifier 150--500 ~1000V ~6A 1.3V Ultra Fast Recovery Rectifier 50--100 ~1000V ~16A 0.95~1.7V Super Fast Recovery Rectifier 35 ~600V ~16A 0.95~1.7V Schottky Barrier Rectifier <10 ~100V ~60A 0.5~0.85V
Trr(ns) Max VBR Max Current Rating Forward Voltage Drop

二，规格书的认识
2，快速二极管 快恢复二极管（ 快恢复二极管（简称FRD）是一种具有开关特性好、 是一种具有开关特性好、反向恢复 时间短等特点的半导体二极管， 时间短等特点的半导体二极管，主要应用于开关电源、 主要应用于开关电源、PWM脉 宽调制器、 宽调制器、变频器等电子电路中， 变频器等电子电路中，作为高频整流二极管、 作为高频整流二极管、续流二 极管或阻尼二极管使用。 极管或阻尼二极管使用。 快恢复二极管在制造上采用掺金、 快恢复二极管在制造上采用掺金、单纯的扩散等工艺， 单纯的扩散等工艺，可获得较 高的开关速度， 高的开关速度，同时也能得到较高的耐压。 同时也能得到较高的耐压。快恢复二极管的内部 结构与普通PN结二极管不同， 结二极管不同，它属于PIN结型二极管， 结型二极管，即在P型 硅材料与N型硅材料中间增加了基区I，构成PIN硅片。 硅片。因基区很 薄，反向恢复电荷很小， 反向恢复电荷很小，所以快恢复二极管的反向恢复时间较 短，正向压降较低， 正向压降较低，反向击穿电压（ 反向击穿电压（耐压值） 耐压值）较高。 较高。

二，规格书的认识
2，快速二极管 肖特基（ 肖特基（Schottky）二极管也称肖特基势垒二极管（ 二极管也称肖特基势垒二极管（简称 SBD），是由金属与半导体接触形成的势垒层为基础制成的二 ），是由金属与半导体接触形成的势垒层为基础制成的二 极管， 极管，其主要特点是正向导通压降小（ 其主要特点是正向导通压降小（约0.45V），反向恢复时 ），反向恢复时 间短和开关损耗小， 间短和开关损耗小，是一种低功耗、 是一种低功耗、超高速半导体器件， 超高速半导体器件，广泛应 用于开关电源、 用于开关电源、变频器、 变频器、驱动器等电路， 驱动器等电路，作高频、 作高频、低压、 低压、大电流 整流二极管、 整流二极管、续流二极管、 续流二极管、保护二极管使用， 保护二极管使用，或在微波通信等电 路中作整流二极管、 路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。 小信号检波二极管使用。 肖特基二极管在结构原理上与PN结二极管有很大区别， 结二极管有很大区别，它的内 部是由阳极金属（ 部是由阳极金属（用钼或铝等材料制成的阻挡层）、 用钼或铝等材料制成的阻挡层）、二氧化硅 ）、二氧化硅 （SiO2）电场消除材料、 电场消除材料、N-外延层（ 外延层（砷材料）、 砷材料）、N型硅基片、 型硅基片、 N+阴极层及阴极金属等构成。 阴极层及阴极金属等构成。在N型基片和阳极金属之间形成肖 特基势垒。 特基势垒。当在势垒两端加上正向偏压（ 当在势垒两端加上正向偏压（阳极金属接电源正极， 阳极金属接电源正极， N型基片接电源负极） 型基片接电源负极）时，势垒层变窄， 势垒层变窄，其内阻变小； 其内阻变小；反之， 反之，势 垒两端加上反向偏压时， 垒两端加上反向偏压时，势垒层则变宽， 势垒层则变宽，其内阻变大。 其内阻变大。

二，规格书的认识
3，整流二极管和快速二极管的规格 整流二极管和快速二极管的伏安特性曲线如下。 整流二极管和快速二极管的伏安特性曲线如下。
I
UBR 0 U
反向击穿区
反向特性
正向特性
二极管的伏安特性曲线

二，规格书的认识
3，整流二极管和快速二极管的规格 以1N4001～1N4007为例介绍二极管的常见规格
反向最大电压 (重复出现) 正向平均电流 正向突波电流 (只出现一次) 存储温度 电晶体工作温度
耗散功率 热阻， 热阻， 指电晶体对环境

二，规格书的认识
3，整流二极管和快速二极管的规格 以1N4001～1N4007为例介绍二极管的常见规格
最大正向压降 反向恢复电流 反向漏电流

二，规格书的认识
3，整流二极管和快速二极管的规格 以1N4001～1N4007为例介绍二极管的常见规格
正向平均电流的温度Derating
正向压降， 正向压降，与正向电流的正相关特性

二，规格书的认识
3，整流二极管和快速二极管的规格 以1N4001～1N4007为例介绍二极管的常见规格
正向突波电流， 正向突波电流，与突入次数的负相关特性
反向漏电流， 反向漏电流，与反向最大电压的关系

二，规格书的认识
3，整流二极管和快速二极管的规格 最大差异点： 最大差异点：Trr、Irr和Qrr（反向恢复电荷） 反向恢复电荷）
(a).General Purpose Rectifier
(b).Fast Recovery Rectifier

二，规格书的认识
4，稳压二极管 稳压二极管是利用PN结反向击穿特性所表现出的稳压性能制成 的器件。 的器件。稳压二极管也称齐纳二极管或反向击穿二极管， 稳压二极管也称齐纳二极管或反向击穿二极管，在电路 中起稳定电压作用。 中起稳定电压作用。它是利用二极管被反向击穿后， 它是利用二极管被反向击穿后，在一定反向 电流范围内反向电压不随反向电流变化这一特点进行稳压的。 电流范围内反向电压不随反向电流变化这一特点进行稳压的。稳 压二极管通常由硅半导体材料采用合金法或扩散法制成。 制成。它既具 有普通二极管的单向导电特性， 有普通二极管的单向导电特性，又可工作于反向击穿状态。 可工作于反向击穿状态。在反 向电压较低时， 向电压较低时，稳压二极管截止；当反向电压达到一定数值时， 值时， 反向电流突然增大， 增大，稳压二极管进入击穿区， 击穿区，此时即使反向电流 在很大范围内变化时， 在很大范围内变化时，稳压二极管两端的反向电压也能保持基本 不变。 不变。但若反向电流增大到一定数值后， 值后，稳压二极管则会被彻底 击穿而损坏。

二，规格书的认识
4，稳压二极管 稳压二极管的伏安特性曲线如下。 稳压二极管的伏安特性曲线如下。
I
ΔU 0 ΔI U
稳压管的伏安特性曲线

二，规格书的认识
4，稳压二极管 稳压二极管的通用规格
耗散功率 电晶体最高温度 存储温度

二，规格书的认识
4，稳压二极管 稳压二极管的具体规格
反向漏电流
型号

二，规格书的认识
4，稳压二极管 稳压二极管的具体规格
反向漏电流
型号

二，规格书的认识
4，稳压二极管 系列稳压二极管的电流特性比较

二，规格书的认识
4，稳压二极管 稳压二极管的温度特性和Derating
稳压管的稳压值VZ的温度系数 在VZ低于4V时为负温度系数 值；当VZ的值大于7V时，其温 度系数为正值； 度系数为正值；而VZ的值在6V 左右时， 左右时，其温度系数近似为 零。目前低温度系数的稳压管 是由两只稳压管反向串联而 成，利用两只稳压管处于正反 向工作状态时具有正、 向工作状态时具有正、负不同 的温度系数， 的温度系数，可得到很好的温 度补偿。 度补偿。