今天給大家介紹的是 PCB設(shè)計(jì)中如何選擇二極管？主要是以下幾個方面：

• 1、正向電壓

• 2、正向電流

• 3、非重復(fù)峰值正向電流 (IFSM)

• 4、重復(fù)峰值正向電流 (IFRM)

• 5、重復(fù)峰值反向電壓 (VRRM)

• 6、功耗

• 7、結(jié)溫和存儲溫度

• 8、熱阻

• 9、反向恢復(fù)時間 (trr)

• 10、電流應(yīng)力

• 11、電壓應(yīng)力

• 12、功率應(yīng)力

• 13、熱應(yīng)力

二極管有很多用途，可以作為整流器、反向阻斷器、開關(guān)轉(zhuǎn)換器等。但不管是用在哪里，都需要考慮相同的參數(shù)，通常來說，都可以在 Datasheet 中找到。在電路設(shè)計(jì)選擇二極管時，需要考慮的重要參數(shù)。

二級管

一、二極管正向電壓 (VF)

正向電壓：是二極管偏置時陽極和陰極之間的壓降測量值。在Datasheet 中，正向電壓在下面幾個表格和圖表中會寫。下面是VS-E5TH3012S2L-M3的正向電壓規(guī)格。

二極管正向電壓

在電氣特性下，通常會提供最小值、典型值、最大值。

在典型的正向壓降特性中，正向電壓和正向電流之間的關(guān)系是在特定溫度下。在設(shè)計(jì)的時候，你要知道二極管的電流水平是多少，使用該電流并投射到圖表中。

在這個圖表中提供了很多信息。正向電壓降在負(fù)溫度下最大，但在最熱溫度下最小。假設(shè)流向二極管的實(shí)際電流為10A，預(yù)期溫度僅為25℃，則要使用的正向電壓為1.5V。

2、二極管正向電流 (IF)

正向電流額定值是二極管Data中的平均整流正向電流，是二極管可以處理的最大電流。如果大于這個值，二極管可能會損壞。下面為VS-E5TH3012S2L-M3 二極管的正向電流額定值。

二極管正向電流 (IF)

三、非重復(fù)峰值正向電流 (IFSM)

在一些Datasheet中也被叫做非重復(fù)浪涌電流或者峰值電流，是二極管可以處理的一次性浪涌電流。如下圖，只需要不超過表中的條件，二極管就不會被損壞。

非重復(fù)峰值正向電流 (IFSM)

當(dāng)在系統(tǒng)啟動期間可能會有非常高的單脈沖浪涌電流，因此二極管額定值非常中重要。

四、 重復(fù)峰值正向電流 (IFRM)

這里是重復(fù)電流，但不是直流或者連續(xù)電流，有一個特定條件，比如波形的類型、持續(xù)時間和頻率，只要不超過這個值，二極管就可以允許。

重復(fù)峰值正向電流 (IFRM)

當(dāng)在系統(tǒng)啟動期間預(yù)計(jì)會有一些浪涌電流脈沖。

五、重復(fù)峰值反向電壓 (VRRM)

這是選擇二極管的一個重要因素，重復(fù)峰值反向電壓是二極管可以承受的最大重復(fù)反向電壓，超過這個值就會損壞二極管。下面是來自VS-E5TH3012S2L-M3 二極管的數(shù)據(jù)表。

重復(fù)峰值反向電壓 (VRRM)

這個額定值是非常重要的，因?yàn)楫?dāng)二極管反向偏置時，就會看到電壓電源，此外，在電感電路中，有一個反沖電壓會加到電源電壓上，就會導(dǎo)致電路開路電壓非常高。

六、功耗

在選擇二極管，功耗也是一個非常重要的因素。正向電壓（VF）和正向電流（IF）會導(dǎo)致一定的功耗。當(dāng)在開關(guān)轉(zhuǎn)換二極管時，開關(guān)損耗會增加傳到損耗（VF時間IF）。

有的 Datasheet 會提供二極管的典型功耗，但有的也不會提供。典型功耗通常在25℃的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下獲得的二極管額定功率。

二極管的功耗能力取決于結(jié)溫、應(yīng)用溫度（環(huán)境或外殼溫度）和熱阻。它可以使用等式計(jì)算

功耗，能力 = (T J max – Tamb max) / Rth JA

或者

功耗，能力 = (T J max – Tc max) / Rth JC

• TJ max是數(shù)據(jù)表中給出的最大結(jié)溫

• Tamb max 是最高工作環(huán)境溫度

• Tc max 是最大外殼溫度

• Rth JA 是結(jié)點(diǎn)到環(huán)境的熱阻

七、結(jié)溫和存儲溫度

二極管結(jié)溫通常在下表的范圍內(nèi)，一旦超出這個范圍，二極管就會被損壞。另一方面，還有儲存溫度。存儲溫度是一個非功能性額定值，意味著二極管不用導(dǎo)電。看起來簡單，但是也是非常重要的，如果存儲不當(dāng)，也會導(dǎo)致二極管失效。

結(jié)溫和存儲溫度

八、熱阻

熱阻可以是從結(jié)點(diǎn)到外殼（(Rth JC）或從結(jié)點(diǎn)到環(huán)境 (Rth JA )。這個是非常重要的二極管額定值。主要是用來計(jì)算二極管在特定情況下或者環(huán)境溫度下的功耗能力。如何使用熱阻，在上面功耗那部分有講。

熱阻

九、反向恢復(fù)時間 (trr)

當(dāng)二極管用于開關(guān)轉(zhuǎn)換器、開關(guān)模式電流或任何正向和反向偏置連續(xù)變化電路時，反向恢復(fù)時間是一個非常重要的參數(shù)。在此類應(yīng)用中，所需的反向恢復(fù)時間非常短。反向恢復(fù)時間越長，反向電流流過的時間就越長，這對應(yīng)于開關(guān)損耗。

反向恢復(fù)時間 (trr)

十，電流應(yīng)力

電流應(yīng)力是測量允許流向二極管的實(shí)際電流有多大。一般來說電流應(yīng)力水平在50%-70%。在某些情況，也會允許80%-90%，主要還是取決于電路的設(shè)計(jì)。

電流應(yīng)力 =（實(shí)際電流 / 額定電流）x 100%

實(shí)際電流是流向二極管的電流，而額定電流可以是二極管的正向電流或峰值浪涌電流。

二極管實(shí)物圖

如何獲得實(shí)際電流

如果電路正在運(yùn)行，則可以使用電流表將其串聯(lián)到二極管獲得實(shí)際電流。這里要確保電流表保險絲能夠處理電流水平。如果有示波器的話，就可以和電流探頭一起使用。

將電流探頭夾在連接二極管的導(dǎo)線上，可以將測量設(shè)備設(shè)置為記錄平均值 (DC) 或 rms 值。對于示波器，這2個參數(shù)可以同時顯示。

十一、電壓應(yīng)力

與電流應(yīng)力相同，電壓應(yīng)力是對二極管允許的實(shí)際電壓有多大的測量。一般來說約為 50%-70%，但在某些情況和限制下，它會高達(dá) 90%。

電壓應(yīng)力 =（實(shí)際電壓/額定電壓）x 100%

實(shí)際電壓是二極管在反向偏置期間將經(jīng)歷的電壓，而額定電壓是重復(fù)的峰值反向電壓。

如何測量電壓應(yīng)力

可以使用電壓表測量實(shí)際電路峰值反向電壓，只需在二極管2端連接電壓表，將電壓表負(fù)探針連接到陽極，將電壓表正極探針連接到二極管陰極。

如果二極管是在連續(xù)打開和關(guān)閉，就需要使用是示波器來測量電壓。

二極管實(shí)物圖

十二、功率應(yīng)力

功率應(yīng)力是二極管允許的功率耗散。在大多數(shù)情況下，電源應(yīng)力設(shè)置為50%。但在某些設(shè)計(jì)下，會高達(dá)80%以上。

功率應(yīng)力 =（實(shí)際功率/額定功率）x 100%

實(shí)際功率是二極管的實(shí)際計(jì)算功耗。另一方面，額定功率是二極管的等效功率耗散能力。

十三、熱應(yīng)力

熱應(yīng)力是用來評估二極管工作的溫度有多高，一般在50%左右。在一些設(shè)計(jì)下，可能會達(dá)到80%。只要工程師能夠斷定二極管在產(chǎn)品預(yù)期使用壽命之前不會失效，就沒有問題。

熱應(yīng)力 =（實(shí)際溫度/額定溫度）x 100%

實(shí)際溫度可能是外殼或結(jié)溫，而額定溫度是數(shù)據(jù)表中指定的溫度。

原文鏈接：

https://www.toutiao.com/article/7224436410403570215/

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