基礎篇 -- 二極管

基礎篇 – 二極管

感謝閱讀本文,在接下來很長的一段時間裏,我將陸續分享項目實戰經驗。從電源、單片機、晶體管、驅動電路、顯示電路、有線通訊、無線通信、傳感器、原理圖設計、PCB設計、軟件設計、上位機等,給新手綜合學習的平臺,給老司機交流的平臺。所有文章來源於項目實戰,屬於原創。

一、常用二極管種類
常規設計中,用的比較多的二極管有普通二極管、肖特基二極管、穩壓管與TVS管。 此外,還有快恢復二極管、超快恢復二極管、發光二極管、紅外二極管等,後續在其它文章中介紹。
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二、普通二極管
特點:單向導通;
優點:反向漏電流超低,反向擊穿電壓較高,價格便宜;
缺點:正向壓降較大;
應用:以BAS316爲例,正向壓降爲0.855V/10mA;反向漏電流爲30nA/25V,反向擊穿電壓爲85V。 如下圖:應用於DCDC降壓芯片MP2451的外部自舉二極管,在佔空比超過80%時,提高轉換器的效率。
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三、肖特基二極管
特點:單向導通;
優點:正向壓降較低,反向恢復時間較快;
缺點:反向漏電流較大,反向擊穿電壓較低
應用:以DSK14爲例,正向壓降0.1V至0.55V(電流越大,正向壓降越大),反向擊穿電壓40V,0.5mA/25℃(溫度越高,漏電流越大)。 如下圖:應用於DCDC降壓芯片MP2451的功率環路的續流二極管(要求壓降小、開關速度快、反向擊穿電壓大於電源輸入電壓)。
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四、穩壓管
特點:反向擊穿穩壓;
優點:體積小,價格便宜;
缺點:帶載能力弱,通常需要電阻限流;
應用:以LM3Z7V5T1G爲例,穩壓值爲5.1V,最大功率200mW,說明負載動態電流不能超過40mA,不適合用於輸入電壓變化大或負載電流變化大的場合。 如下圖:作用於PMOS管GS端,可以防止Vgs電壓超過最大值燒燬PMOS管。
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五、TVS管
特點:TVS是瞬態二極管,一種高效能保護器件,在輸入電壓超過TVS管的擊穿電壓時,提供低阻抗迴路,主要應用於浪涌保護、靜電防護等;
分類:功率型,主要應用於電源輸入端,功率較大,允許通過較大的瞬間電流;信號型,主要應用於接口部分,電壓高但功率低,比如靜電。 此外,還分單向TVS與雙向TVS,應用於需要合理選擇。
注意事項:對於功率型TVS管,如果瞬時輸入電壓過高,導通時間過長,將導致TVS管燒燬。 針對瞬時輸入電壓過高問題,比如雷擊,前面需要再增加些防護,比如防雷器件、氣體放電管等;針對導通時間過長問題,加大TVS管的封裝,延長TVS管的允許導通時間。
如下圖,應用於電源輸入,抗浪涌:
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六、小結
二極管是電路中常用的電子元器件,種類較多,應用時需要合理的選擇,既滿足電路的功能,又滿足產品質量的要求。
二極管涉及的知識點很多,本文只是簡要的介紹了下,僅僅起到拋磚引玉的作用,日後設計過程中,需要不斷的總結經驗,溝通交流,以達到真正的理解,靈活運用。

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作者:劉傑,軟硬件技術10年,全職提供技術開發與技術服務、生產支持等。

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