다이오드를 선택할 때 어떤 전기 매개 변수를 고려해야합니까?

一, 기본 전기 매개 변수 : 장치의 기본 성능 결정
1. 양의 전압 강하 (VF)
전방 전압 강하는 다이오드가 전도 될 때 양극과 음극 사이의 전압 차이이며, 이는 회로 효율에 직접적인 영향을 미칩니다. 실리콘 다이오드의 전형적인 값은 0.6 - 0.7v이고, Schottky Diodes는 0.2-0.4v만큼 낮을 수 있습니다. 저전압 및 고전류 시나리오 (예 : DC-DC 컨버터)에서는 VF를 0.1V로 줄이면 효율이 2-3%증가 할 수 있습니다. 예를 들어, 5V/3A 출력 회로에서 VF =0.3 v (예 : 1N5819)가있는 Schottky 다이오드를 사용하면 일반 실리콘 다이오드 (vf =0.7 v)에 비해 전력 소비를 12W로 줄일 수 있습니다.
2. 최대 정류 전류 (IF)
이 매개 변수는 다이오드가 PN 접합 영역 및 열 소산 조건에 의해 결정되는 긴 - 안정 조작에 따라 다이오드가 통과 할 수있는 최대 평균 전류를 정의합니다. 예를 들어, 1N4007 정류기 다이오드는 IF 1A 등급이 있지만 실제 피크 전류는 30A (비 반복 펄스)에 도달 할 수 있습니다. 선택할 때 다음을 고려해야합니다.
연속 작업 전류 : 20-30%의 마진이 남아 있어야합니다.
펄스 작업 전류 : 참조 IFSM (비 반복 서지 전류) 매개 변수
열 소산 설계 : TO-220 패키지는 SOD-123 패키지보다 열 소산 용량이 5 배 이상 높습니다.
3. 역 분해 전압 (VBR) 및 최대 리버스 작동 전압 (VRM)
VBR은 다이오드 역 분류의 임계 전압이며, VRM은 일반적으로 안전한 작동 영역으로 VBR의 60-80%를 차지합니다. 예를 들어, 220V AC 정류기 회로에서 VRM이 600V 이상인 다이오드 (예 : VRM =1000 v)를 선택해야합니다. 특별한 시나리오에주의를 기울여야합니다.
과도 과전압 : TVS 다이오드의 VBR을 클램프 전압 (VC)과 일치시키는 것을 고려하십시오.
고전압 응용 프로그램 : PIN 구조 빠른 회복 다이오드는 수천 볼트의 역전 전압을 견딜 수 있습니다.
4. 리버스 누출 전류 (IR)
IR은 다이오드의 역 컷오프 기능을 반영하고 온도가 25도 증가 할 때마다 IR은 약 10 배 증가합니다. 높은 - 전압 감지 회로에서 과도한 IR은 측정 오류로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 2AP 게르마늄 감지기 다이오드는 VR =50 v에서 100 μA의 IR을 달성 할 수 있으며, 실리콘 - 기반 1N4148에는 IR이 있습니다.<0.1 μ A under the same conditions.
2, 동적 특성 매개 변수 : 높은 - 주파수 및 전환 성능에 영향을 미칩니다
5. 역 복구 시간 (TRR)
TRR은 전도에서 컷오프로 다이오드의 전이 시간이며, 이는 전원 공급 장치를 스위칭하는 데 중요합니다. 전통적인 정류기 다이오드 TRR은 수백 개의 나노초에 도달 할 수있는 반면, FR107과 같은 빠른 복구 다이오드는 50NS로 단축 할 수 있으며 Schottky 다이오드는 몇 나노 초로 낮출 수 있습니다. 500kHz 스위치 전원 공급 장치에서 TRR =20 NS가있는 빠른 복구 다이오드를 사용하면 일반 다이오드에 비해 효율을 5% 이상 향상시킬 수 있습니다.
6. 정션 커패시턴스 (CJ)
CJ는 확산 커패시터 및 배리어 커패시터로 구성되며, 이는 높은 - 주파수 신호의 무결성에 직접적인 영향을 미칩니다. RF 회로에서 과도한 CJ는 신호 감쇠 및 위상 왜곡을 유발할 수 있습니다. 예를 들어:
1N4148 작은 신호 스위치 다이오드 CJ =4 pf (@ vr =0 v)
HSMS-286X 시리즈 Schottky Diode CJ<0.6pF, suitable for GHz level applications
Varactor Diodes는 역전 전압을 조정하여 연속 CJ 변동을 달성 할 수 있으며, 이는 회로 조정에 사용됩니다.
7. 최대 작동 주파수 (FM)
FM은 TRR 및 CJ에 의해 공동으로 결정되며 일반적인 값 범위는 다음과 같습니다.
다이오드 정류 :<1kHz
빠른 복구 다이오드 : 10kHz-1MHz
Schottky 다이오드 : 100MHz 이상
가변 커패시턴스 다이오드 : GHZ 수준에 도달 할 수 있습니다
3, Extreme Parameter : 장치의 안전한 작동을 보장합니다
8. 비 반복 서지 전류 (IFSM)
IFSM은 다이오드가 10ms 기간 내에 견딜 수있는 최대 펄스 전류, 일반적으로 5 - IF의 20 배를 정의합니다. 모터 스타트 업 및 커패시터 충전과 같은 시나리오에서는 키 검증이 필요합니다.
1N5408 정류기 다이오드 ifsm =200 a (@ 10ms)
실제 서지 에너지는 공식을 사용하여 계산해야합니다.
9. 접합 온도 (TJ) 및 열 저항 (r θ JA)
TJ는 칩 내부의 최고 온도이며 일반적으로 실리콘 튜브의 경우 150도를 초과하지 않습니다. 열 저항 R θ JA는 열 소산 능력을 반영합니다.
SOD-123 포장 : R θ Ja ≈ 300도 /W.
TO-220 패키지 (방열판 포함) : r θ ja<10 ℃/W
실제 접합 온도는 공식 TJ=ta+p × r θ Ja (여기서 Ta는 주변 온도이고 p는 전력 소비)를 사용하여 계산할 수 있습니다.
10. 전력 소산 (PD)
PD는 특정 열 소산 조건에서 다이오드의 최대 전력 소비를 정의하며, 이는 실제 회로 전력 소비와 일치해야합니다. 예를 들어:
자유 공기에서 1N4007의 PD는 1W입니다
강제 공기 냉각 조건에서는 3W로 증가 할 수 있습니다.
실제 전력 소비는 p=vf ×를 사용하여 계산해야합니다.
4, 특수 응용 프로그램 매개 변수 : 시나리오 기반 선택의 키
11. 전압 안정화 매개 변수 (VZ, RZ)
제너 다이오드는 다음에주의를 기울여야합니다.
안정적인 전압 (VZ) : 정확도는 ± 1%, ± 2%에 도달 할 수 있습니다.
동적 저항 (RZ) : 전압 안정화 성능, 일반적인 값 0.1-100 Ω을 반영합니다.
전압 온도 계수 : 예를 들어, 2DW7C 유형 전압 조절기의 온도 계수는 +0.07%/ degr.
12. ESD 보호 매개 변수 (TVS 다이오드)
과도 전압 억제 다이오드를 확인해야합니다.
분해 전압 (VBR) : 회로의 작동 전압보다 약간 높습니다.
클램프 전압 (VC) : 지정된 펄스 전류의 보호 전압
피크 펄스 파워 (PPP) : 예를 들어, SMAJ5.0A TVS의 PPP는 400W (@ 8/20 μS 파형)
5, 선택 방법론 : 매개 변수 일치를위한 4 단계 방법
시나리오 정의 : 응용 프로그램 유형 (정류/스위칭/전압 조정/보호)을 명확하게 정의합니다.
매개 변수 필터링 : 코어 매개 변수 (vf/if/vrm/trr)를 기반으로 모델을 선택하십시오.
DERATING DESIGN : 80% 정격 값의 전압/전류, 50% 마진 온도
검증 테스트 : 실제 회로 측정을 통해 VF, IR, TRR 등과 같은 주요 매개 변수를 측정합니다.
일반적인 경우 :
48V/10A 스위칭 전원 공급 장치 출력 정류기 회로에서 선택 단계는 다음과 같습니다.
요구 사항 결정 : VF<0.5V, IF ≥ 15A, VRM ≥ 60V, trr<50ns
초기 선택 모델 : MBR2060CT SCHOTTKY DIODE (vf)=0.45 v@10a, if =20 a, vrm =60 v, trr =10 ns)
열 검증 : TJ =25 학위 +(0.45V × 10A × 0.05도 /W) =47.5 정도 (열 소산을 위해 구리 기판 사용)
실제 테스트 : VF =0.47 V는 22 도의 온도 상승으로 전체 하중 조건에서 측정되었으며, 이는 설계 요구 사항을 충족합니다.