二極管這個(gè)元件剛?cè)胄械臅r(shí)候覺得它最簡(jiǎn)單——一個(gè)PN結(jié)單向?qū)щ姏]了。但真到了電路設(shè)計(jì)里你會(huì)發(fā)現(xiàn)事情遠(yuǎn)沒有這么簡(jiǎn)單。反向恢復(fù)時(shí)間能讓你的開關(guān)電源效率掉好幾個(gè)點(diǎn)寄生二極管能讓你的MOS管在死區(qū)時(shí)間里偷偷導(dǎo)通溫度升高時(shí)PN結(jié)壓降還會(huì)往下掉這些細(xì)節(jié)不搞清楚板子就是會(huì)出問題。這篇內(nèi)容我打算把二極管從原理到實(shí)戰(zhàn)徹底講一遍包括PN結(jié)的工作機(jī)制、正偏反偏到底發(fā)生了什么、幾種常見二極管的選型邏輯、理想二極管電路怎么搭、TVS保護(hù)怎么用、以及那些數(shù)據(jù)手冊(cè)上不會(huì)明說但實(shí)際調(diào)試中一定會(huì)遇到的坑。不管你是剛學(xué)模電的學(xué)生還是已經(jīng)畫了幾塊板子的硬件工程師應(yīng)該都能從里面找到有用的東西。1. 從一塊硅片說起PN結(jié)到底是怎么形成單向?qū)щ姷?.1 硅原子的共價(jià)鍵與摻雜的底層邏輯要理解二極管得先回到材料層面。純硅是四價(jià)元素每個(gè)硅原子跟周圍四個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵最外層八個(gè)電子剛好填滿。這種狀態(tài)下的硅導(dǎo)電性很差因?yàn)閹缀鯖]有自由電子。但如果我們往硅里摻入五價(jià)元素比如磷磷原子最外層有五個(gè)電子四個(gè)用來形成共價(jià)鍵多出來的一個(gè)電子很容易脫離原子核束縛成為自由電子。這就是N型半導(dǎo)體——多數(shù)載流子是電子。反過來?yè)饺肴齼r(jià)元素比如硼硼最外層只有三個(gè)電子形成共價(jià)鍵時(shí)缺一個(gè)位置這個(gè)空缺叫空穴?？昭〞?huì)吸引附近的電子來填補(bǔ)等效于空穴在移動(dòng)。這就是P型半導(dǎo)體——多數(shù)載流子是空穴。這里有個(gè)容易搞混的點(diǎn)P型半導(dǎo)體本身是電中性的N型也是。摻雜只是改變了載流子的類型和數(shù)量并沒有讓材料帶上凈電荷。很多初學(xué)者以為P型帶正電、N型帶負(fù)電這個(gè)理解是錯(cuò)的。1.2 耗盡區(qū)與內(nèi)建電場(chǎng)的誕生當(dāng)P型和N型硅片貼在一起交界處會(huì)發(fā)生什么P區(qū)空穴濃度高N區(qū)電子濃度高濃度差驅(qū)動(dòng)下空穴往N區(qū)擴(kuò)散電子往P區(qū)擴(kuò)散。空穴跑到N區(qū)后跟電子復(fù)合電子跑到P區(qū)后跟空穴復(fù)合。結(jié)果就是交界處兩側(cè)的多數(shù)載流子被消耗掉了留下了一層不能移動(dòng)的離子P區(qū)側(cè)留下帶負(fù)電的硼離子N區(qū)側(cè)留下帶正電的磷離子。這一層區(qū)域幾乎沒有可移動(dòng)的載流子所以叫耗盡區(qū)。同時(shí)這些固定離子產(chǎn)生了一個(gè)從N區(qū)指向P區(qū)的內(nèi)建電場(chǎng)。這個(gè)電場(chǎng)會(huì)阻止更多的空穴和電子繼續(xù)擴(kuò)散最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。內(nèi)建電場(chǎng)的電壓差硅材料大約是0.7V鍺材料大約是0.3V。這個(gè)數(shù)值很關(guān)鍵后面講正偏反偏的時(shí)候會(huì)反復(fù)用到。1.3 正偏耗盡區(qū)變窄電流打通現(xiàn)在給PN結(jié)加外部電壓P區(qū)接正極N區(qū)接負(fù)極這就是正偏。外電場(chǎng)方向從P指向N跟內(nèi)建電場(chǎng)方向相反。外電場(chǎng)削弱了內(nèi)建電場(chǎng)耗盡區(qū)變窄原本被內(nèi)建電場(chǎng)阻擋的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)重新活躍起來。當(dāng)外部電壓超過內(nèi)建電壓硅管約0.7V大量載流子就能穿過結(jié)區(qū)形成正向電流。正向電流跟正向電壓的關(guān)系是指數(shù)型的可以用肖克利方程描述I Is * (exp(V / (n * Vt)) - 1)其中Is是反向飽和電流n是理想因子通常在1到2之間Vt是熱電壓室溫下約26mV。這個(gè)公式告訴我們幾個(gè)重要信息正向電壓每增加約60mV當(dāng)n1時(shí)電流大約增大10倍。反過來正向電壓稍微降低一點(diǎn)電流就急劇減小。這就是為什么萬用表測(cè)二極管正向壓降時(shí)不同電流檔位測(cè)出來的值會(huì)有差異。1.4 反偏耗盡區(qū)變寬只有微弱的漏電流把外部電壓反過來接P區(qū)接負(fù)極N區(qū)接正極這就是反偏。外電場(chǎng)方向跟內(nèi)建電場(chǎng)一致耗盡區(qū)變寬多數(shù)載流子的擴(kuò)散被進(jìn)一步抑制。這時(shí)候理論上應(yīng)該沒有電流但實(shí)際上還有兩種機(jī)制會(huì)產(chǎn)生微小電流一是少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)P區(qū)的少數(shù)載流子電子會(huì)被電場(chǎng)拉向N區(qū)N區(qū)的少數(shù)載流子空穴會(huì)被拉向P區(qū)二是耗盡區(qū)內(nèi)熱激發(fā)產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)也會(huì)被電場(chǎng)分離。這些電流加起來就是反向飽和電流Is通常在納安到微安級(jí)別。Is對(duì)溫度非常敏感溫度每升高10攝氏度Is大約翻一倍。這就是為什么高溫下二極管的反向漏電會(huì)明顯增大在一些精密電路里必須考慮這個(gè)因素。2. 正向壓降不是一個(gè)固定值溫度、電流與工藝的三角關(guān)系2.1 溫度升高為什么壓降反而降低很多人第一次聽到二極管正向壓降隨溫度升高而降低時(shí)會(huì)覺得反直覺——溫度高了電阻不是應(yīng)該變大嗎但PN結(jié)不是電阻它的正向壓降由結(jié)區(qū)的物理特性決定。溫度升高時(shí)本征載流子濃度增加更多的載流子可以參與導(dǎo)電所以在相同電流下需要的正向電壓反而降低了。具體數(shù)值上硅二極管的正向壓降溫度系數(shù)大約是-2mV/攝氏度。也就是說25攝氏度時(shí)測(cè)得0.7V的壓降到了75攝氏度可能只有0.6V左右。這個(gè)特性在并聯(lián)使用二極管時(shí)特別重要如果兩個(gè)二極管并聯(lián)溫度高的那個(gè)壓降會(huì)降低導(dǎo)致它分到更多電流溫度進(jìn)一步升高形成正反饋?zhàn)罱K可能熱失控。所以大電流場(chǎng)合不建議簡(jiǎn)單并聯(lián)二極管除非有均流措施。2.2 電流對(duì)壓降的影響從0.4V到1V以上前面提到肖克利方程是指數(shù)關(guān)系這意味著電流變化十倍正向壓降只變化約60mV。但實(shí)際二極管在大電流下體電阻的影響開始顯現(xiàn)。體電阻包括硅片本身的電阻和引線電阻它產(chǎn)生的壓降是線性的不遵循指數(shù)規(guī)律。所以實(shí)際的正向特性曲線是兩段拼起來的小電流時(shí)以PN結(jié)的指數(shù)特性為主大電流時(shí)體電阻的線性特性占主導(dǎo)。一個(gè)1N4007在1A電流下正向壓降約1V但在10mA時(shí)可能只有0.7V。如果你在電路里需要精確計(jì)算壓降不能只看數(shù)據(jù)手冊(cè)上那個(gè)標(biāo)稱值得查特性曲線。2.3 不同材料的差異硅管、鍺管與肖特基硅二極管的正向壓降約0.6到0.7V鍺二極管約0.2到0.3V肖特基二極管約0.15到0.45V。這個(gè)差異來自它們的結(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)不同。鍺的帶隙比硅窄所以內(nèi)建電壓更低。肖特基不是PN結(jié)而是金屬-半導(dǎo)體結(jié)它的導(dǎo)電機(jī)理是多數(shù)載流子注入沒有少數(shù)載流子的積累和復(fù)合所以壓降更低而且反向恢復(fù)時(shí)間極短。選型的時(shí)候如果你在做低電壓大電流的整流比如5V輸出的開關(guān)電源肖特基是首選因?yàn)樗牡蛪航的茱@著提高效率。但肖特基的反向漏電比硅管大得多而且耐壓通常不超過100V高溫下漏電更嚴(yán)重。所以高壓場(chǎng)合還是得用硅快恢復(fù)二極管或者碳化硅二極管。3. 反向恢復(fù)時(shí)間開關(guān)電源里最容易被忽視的隱形殺手3.1 電荷存儲(chǔ)效應(yīng)為什么二極管關(guān)不斷當(dāng)二極管處于正向?qū)顟B(tài)時(shí)P區(qū)和N區(qū)都有大量的少數(shù)載流子積累。P區(qū)積累了電子N區(qū)積累了空穴。這些少數(shù)載流子不會(huì)瞬間消失它們需要時(shí)間復(fù)合。當(dāng)你突然給二極管加反向電壓試圖讓它關(guān)斷時(shí)這些存儲(chǔ)的少數(shù)載流子會(huì)被反向電場(chǎng)拉回去形成一股短暫的反向電流。這個(gè)反向電流會(huì)持續(xù)一段時(shí)間直到存儲(chǔ)電荷被清除干凈二極管才真正關(guān)斷。這段時(shí)間就是反向恢復(fù)時(shí)間。在這段時(shí)間里二極管實(shí)際上是雙向?qū)ǖ倪@在開關(guān)電源里會(huì)造成很大的問題。3.2 反向恢復(fù)過程的三段式波形用示波器觀察反向恢復(fù)過程你會(huì)看到三個(gè)明顯的階段。第一階段是正向電流下降到零這個(gè)很快。第二階段是反向電流迅速增大到峰值這個(gè)峰值可能跟正向電流相當(dāng)甚至更大。第三階段是反向電流從峰值逐漸衰減到接近零這個(gè)衰減過程就是存儲(chǔ)電荷被抽走的過程。反向恢復(fù)時(shí)間通常定義為從電流過零開始到反向電流衰減到峰值的25%或10%所需的時(shí)間。數(shù)據(jù)手冊(cè)上一般給出trr這個(gè)參數(shù)。普通整流二極管如1N4007的trr在微秒級(jí)別快恢復(fù)二極管在幾百納秒超快恢復(fù)二極管可以做到幾十納秒肖特基幾乎沒有反向恢復(fù)只有結(jié)電容的充放電。3.3 反向恢復(fù)帶來的實(shí)際危害在Buck電路里續(xù)流二極管的反向恢復(fù)會(huì)造成幾個(gè)問題。首先是額外的功率損耗反向電流乘以反向電壓就是損耗這個(gè)損耗在開關(guān)頻率高的時(shí)候非?？捎^。其次是EMI問題反向恢復(fù)電流的急劇變化會(huì)產(chǎn)生高頻諧波輻射出去就是電磁干擾。第三是可能損壞開關(guān)管反向恢復(fù)電流會(huì)流過開關(guān)管增加它的電流應(yīng)力。我實(shí)際測(cè)過一個(gè)Buck電路把普通1N5819換成超快恢復(fù)的ES1D效率提升了大約2個(gè)百分點(diǎn)開關(guān)管溫度下降了十幾度。這個(gè)差異在低壓大電流輸出時(shí)尤其明顯。3.4 如何根據(jù)應(yīng)用選擇反向恢復(fù)時(shí)間選擇二極管的反向恢復(fù)時(shí)間主要看開關(guān)頻率和效率要求。工頻整流50/60Hz用普通整流管就夠了反向恢復(fù)時(shí)間的影響可以忽略。開關(guān)頻率在幾十kHz的場(chǎng)合快恢復(fù)二極管是基本要求。到了幾百kHz甚至MHz級(jí)別必須用超快恢復(fù)或者肖特基。碳化硅肖特基二極管幾乎沒有反向恢復(fù)適合高壓高頻場(chǎng)合但價(jià)格貴不少。注意反向恢復(fù)時(shí)間跟溫度正相關(guān)高溫下trr會(huì)變大。數(shù)據(jù)手冊(cè)上的trr通常是在25攝氏度測(cè)的實(shí)際工作在100攝氏度時(shí)可能翻倍。設(shè)計(jì)余量要留夠。4. 二極管家族圖譜從整流管到TVS的選型邏輯4.1 普通整流二極管工頻電路的基石1N400x系列是最常見的整流二極管耐壓從50V到1000V電流1A。它們的結(jié)電容大反向恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)只適合工頻整流。優(yōu)點(diǎn)是便宜、耐沖擊電流能力強(qiáng)。在電源適配器的輸入端你經(jīng)常能看到四只1N4007組成橋式整流。選整流管的時(shí)候耐壓要留至少1.5倍余量。比如220V交流整流后峰值約310V那二極管耐壓至少選600V實(shí)際常用1000V的1N4007。電流方面要考慮浪涌電流比如給大電容充電的瞬間電流可能是穩(wěn)態(tài)電流的好幾倍。4.2 快恢復(fù)與超快恢復(fù)二極管開關(guān)電源的標(biāo)配快恢復(fù)二極管FRD和超快恢復(fù)二極管UFRD的區(qū)別主要在反向恢復(fù)時(shí)間。FRD的trr通常在200到500nsUFRD可以做到50ns以下。常見的型號(hào)有FR107、UF4007、ES1D等。它們的特點(diǎn)是正向壓降比普通整流管略高但反向恢復(fù)快得多。在反激式開關(guān)電源的次級(jí)整流中UFRD是標(biāo)準(zhǔn)配置。因?yàn)榉醇ね負(fù)涞拇渭?jí)電流波形是脈沖式的二極管需要在每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)快速關(guān)斷。如果trr太大反向恢復(fù)電流會(huì)跟初級(jí)開關(guān)管的導(dǎo)通重疊造成額外的損耗和噪聲。4.3 肖特基二極管低壓大電流的效率之王肖特基二極管的核心優(yōu)勢(shì)是低壓降和零反向恢復(fù)。在5V、3.3V輸出的開關(guān)電源里用肖特基整流比用硅快恢復(fù)管效率高好幾個(gè)百分點(diǎn)。常見的型號(hào)有1N58191A/40V、SS343A/40V、MBR2010020A/100V等。但肖特基有兩個(gè)硬傷一是反向漏電大而且隨溫度急劇增大二是耐壓通常不超過200V。所以在高壓場(chǎng)合要么用碳化硅肖特基耐壓可以到1200V要么用硅快恢復(fù)管。另外肖特基的結(jié)電容在反向偏置時(shí)是非線性的在射頻電路里要特別注意。4.4 TVS二極管電路保護(hù)的最后一道防線TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管跟普通二極管不同它正常工作時(shí)是反向截止的只有當(dāng)電壓超過擊穿電壓時(shí)才導(dǎo)通把浪涌能量泄放掉。TVS的響應(yīng)速度是納秒級(jí)別比壓敏電阻快得多而且鉗位電壓更精確。選TVS的時(shí)候幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)要看清楚。反向 standoff 電壓VRWM要高于電路正常工作電壓否則會(huì)漏電。擊穿電壓VBR要低于被保護(hù)器件的絕對(duì)最大額定值。鉗位電壓VC是在峰值脈沖電流下的電壓這個(gè)值決定了被保護(hù)器件實(shí)際承受的電壓。峰值脈沖功率PPP要根據(jù)可能遇到的浪涌能量來選。我見過一個(gè)案例某產(chǎn)品在電源輸入端用了SMBJ5.0A做保護(hù)但后級(jí)芯片的絕對(duì)最大電壓是6V。SMBJ5.0A的鉗位電壓在峰值電流下可能到9V以上結(jié)果浪涌來的時(shí)候芯片還是被打壞了。后來?yè)Q成SMBJ3.3A鉗位電壓降到7V左右問題解決。所以選TVS不能只看standoff電壓一定要算鉗位電壓。5. 理想二極管電路用MOS管替代PN結(jié)的工程實(shí)踐5.1 為什么要用理想二極管普通二極管的正向壓降在0.3到0.7V在大電流場(chǎng)合這個(gè)損耗很可觀。比如一個(gè)10A的電路用肖特基二極管壓降0.4V損耗就是4W需要額外的散熱措施。如果用MOS管替代MOS導(dǎo)通時(shí)壓降等于I乘以Rds(on)一個(gè)10毫歐的MOS在10A時(shí)壓降只有0.1V損耗1W效率提升明顯。理想二極管電路就是用MOS管加上控制電路模擬出二極管的單向?qū)щ娞匦缘珘航颠h(yuǎn)低于PN結(jié)。它在電池防反接、電源ORing、太陽(yáng)能板防倒灌等場(chǎng)合非常有用。5.2 理想二極管控制IC的工作原理理想二極管控制IC的核心是一個(gè)比較器加一個(gè)電荷泵。比較器檢測(cè)MOS管兩端電壓當(dāng)體二極管導(dǎo)通產(chǎn)生正向壓降時(shí)比較器輸出控制信號(hào)電荷泵把柵極電壓抬升到高于源極讓MOS管完全導(dǎo)通。當(dāng)電流反向時(shí)比較器快速關(guān)斷MOS管防止反向電流。關(guān)鍵參數(shù)是響應(yīng)速度。當(dāng)電流反向時(shí)控制IC需要在幾十納秒內(nèi)關(guān)斷MOS管否則反向電流會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。這個(gè)響應(yīng)速度決定了理想二極管能否有效替代肖特基。另外控制IC的靜態(tài)電流也很重要特別是在電池供電的場(chǎng)合靜態(tài)電流大了會(huì)白白消耗電池。5.3 用分立元件搭建理想二極管的可行性不用專用IC用運(yùn)放加MOS管也能搭理想二極管。基本思路是用運(yùn)放檢測(cè)MOS管兩端電壓輸出驅(qū)動(dòng)MOS柵極。但分立方案有幾個(gè)問題運(yùn)放的響應(yīng)速度通常不如專用IC共模輸入范圍可能不夠還需要額外的柵極驅(qū)動(dòng)電路。在低壓小電流場(chǎng)合可以湊合用但大電流高頻場(chǎng)合還是建議用專用IC。5.4 MOS管寄生二極管繞不開的隱患MOS管內(nèi)部天然存在一個(gè)從源極到漏極的寄生二極管體二極管。在理想二極管電路里這個(gè)寄生二極管在MOS關(guān)斷時(shí)提供了反向?qū)窂剿噪娐吩O(shè)計(jì)時(shí)要確保MOS的體二極管方向跟期望的電流方向一致。更麻煩的是在一些橋式電路里寄生二極管會(huì)在死區(qū)時(shí)間導(dǎo)通造成額外的損耗甚至直通。比如在同步Buck電路里下管的體二極管會(huì)在死區(qū)時(shí)間續(xù)流它的反向恢復(fù)特性會(huì)影響效率。解決辦法是盡量縮短死區(qū)時(shí)間或者用沒有體二極管逆向?qū)ǖ奶厥馔負(fù)?。提示如果你在調(diào)試同步整流電路時(shí)發(fā)現(xiàn)效率比預(yù)期低先檢查死區(qū)時(shí)間設(shè)置。死區(qū)時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)讓體二極管導(dǎo)通時(shí)間增加損耗上升。6. 那些數(shù)據(jù)手冊(cè)不會(huì)告訴你的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)6.1 二極管并聯(lián)均流的正確做法前面提到二極管并聯(lián)會(huì)熱失控但實(shí)際工程中有時(shí)確實(shí)需要并聯(lián)來增加電流能力。正確的做法是每個(gè)二極管串聯(lián)一個(gè)小電阻毫歐級(jí)別做均流或者選用同一批次、同一封裝的管子并且讓它們熱耦合在一起比如共用散熱片。即便如此電流分配也不會(huì)完全均勻設(shè)計(jì)時(shí)要留足夠余量。更好的方案是用一個(gè)更大電流的管子替代并聯(lián)。比如需要10A與其并聯(lián)兩個(gè)5A的管子不如直接用一只10A的。成本可能差不多但可靠性高得多。6.2 萬用表測(cè)二極管檔位的局限性萬用表測(cè)二極管用的是小電流通常1mA左右測(cè)出來的正向壓降只能作為參考。一個(gè)大功率二極管在小電流下測(cè)的壓降可能跟小功率管差不多但在額定電流下差異就出來了。另外萬用表測(cè)不出反向恢復(fù)時(shí)間、結(jié)電容這些高頻參數(shù)。所以選型時(shí)不能只靠萬用表要看數(shù)據(jù)手冊(cè)的完整曲線。6.3 二極管在高溫下的漏電問題硅二極管在25攝氏度時(shí)反向漏電可能只有幾納安但到了125攝氏度可能變成幾十微安增加上千倍。在一些高阻抗電路里這個(gè)漏電會(huì)造成明顯的誤差。比如在采樣保持電路里如果用了漏電大的二極管做保護(hù)采樣精度會(huì)受影響。這時(shí)候要考慮用漏電更小的管子或者加溫度補(bǔ)償。6.4 鉗位二極管的使用技巧鉗位二極管用來把信號(hào)限制在某個(gè)電壓范圍內(nèi)保護(hù)后級(jí)電路。使用時(shí)要注意幾點(diǎn)鉗位二極管的結(jié)電容會(huì)影響信號(hào)完整性高速信號(hào)線上要選低結(jié)電容的管子鉗位電壓要低于后級(jí)電路的絕對(duì)最大額定值但要高于信號(hào)正常擺幅如果信號(hào)可能有大電流灌入鉗位二極管要能承受這個(gè)電流。在矩陣鍵盤防鬼鍵電路里每個(gè)按鍵串聯(lián)一個(gè)二極管利用單向?qū)щ娦苑乐苟鄠€(gè)按鍵同時(shí)按下時(shí)的電流串?dāng)_。這里用的二極管要求漏電小、壓降一致性好通常選小信號(hào)開關(guān)二極管如1N4148。6.5 二極管電流公式的實(shí)際應(yīng)用肖克利方程在理論上很完美但實(shí)際計(jì)算時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)Is和n都不容易準(zhǔn)確獲得。工程上更常用的是查數(shù)據(jù)手冊(cè)的特性曲線或者用簡(jiǎn)化的模型正向?qū)〞r(shí)壓降取一個(gè)固定值硅管0.7V肖特基0.3V反向截止時(shí)電流為零。這個(gè)簡(jiǎn)化模型在大多數(shù)電路計(jì)算中足夠用只有在精密模擬電路里才需要更精確的模型。7. 從原理到選型一套可復(fù)用的二極管決策流程7.1 第一步確定電路功能需求先問自己這個(gè)二極管在電路里干什么。是整流續(xù)流鉗位保護(hù)還是防反接不同功能對(duì)二極管的要求完全不同。整流關(guān)注耐壓和電流續(xù)流關(guān)注反向恢復(fù)時(shí)間鉗位關(guān)注結(jié)電容和漏電保護(hù)關(guān)注響應(yīng)速度和鉗位電壓防反接關(guān)注壓降和電流能力。7.2 第二步列出關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)先級(jí)根據(jù)功能確定哪些參數(shù)是關(guān)鍵的哪些可以妥協(xié)。比如做續(xù)流二極管反向恢復(fù)時(shí)間是第一優(yōu)先級(jí)正向壓降其次耐壓和電流滿足要求即可。做防反接二極管正向壓降是第一優(yōu)先級(jí)因?yàn)橹苯佑绊懶省?.3 第三步在候選型號(hào)中做取舍列出幾個(gè)候選型號(hào)對(duì)比它們的參數(shù)和價(jià)格。這時(shí)候要注意數(shù)據(jù)手冊(cè)的測(cè)試條件是否跟你的實(shí)際工作條件接近。比如trr是在什么電流和溫度下測(cè)的結(jié)電容是在什么偏壓下測(cè)的。如果測(cè)試條件差異大要留更多余量。7.4 第四步實(shí)測(cè)驗(yàn)證選好型號(hào)后一定要在實(shí)際電路里測(cè)。測(cè)正向壓降、反向漏電、溫升、開關(guān)波形。特別是開關(guān)波形能看出反向恢復(fù)是否造成問題。如果條件允許做高低溫測(cè)試看看極端溫度下是否穩(wěn)定。7.5 第五步留足降額余量最后一步是降額。耐壓通常降額到80%以下電流降額到70%以下功率降額到50%以下。溫度方面結(jié)溫要留至少20攝氏度的余量。這些降額規(guī)則不是保守而是因?yàn)閷?shí)際工作條件往往比實(shí)驗(yàn)室惡劣而且器件參數(shù)本身有分散性。我在實(shí)際項(xiàng)目里踩過幾次坑之后現(xiàn)在選二極管基本遵循這個(gè)流程。最深的體會(huì)是數(shù)據(jù)手冊(cè)上的參數(shù)是在特定條件下測(cè)的實(shí)際電路里的條件往往不同所以永遠(yuǎn)要留余量永遠(yuǎn)要實(shí)測(cè)。特別是反向恢復(fù)和高溫漏電這兩個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)手冊(cè)上給的值通常偏樂觀實(shí)際用的時(shí)候要打折扣。另外如果成本允許盡量選大一號(hào)的封裝熱性能會(huì)好很多長(zhǎng)期可靠性也更有保障。