為何看似相同的開關二極管,在電路中表現(xiàn)卻大相徑庭?關鍵秘密藏在正向壓降(VF)和反向擊穿電壓(VBR)這兩個核心參數(shù)里。
一、 揭開正向壓降的神秘面紗
當電流正向流過二極管時,必須克服的”門檻電壓”就是正向壓降。這源于PN結內部的耗盡層勢壘——半導體物理的天然屏障。
影響VF的三駕馬車
- 材料特性:硅二極管VF通常0.6-0.7V,鍺管僅0.2-0.3V(來源:IEEE標準, 2021)
- 電流大小:電流增大時,VF呈輕微上升趨勢
- 溫度效應:溫度每升高1℃,硅管VF約下降2mV(來源:IEC 60747標準)
過高的VF如同卡脖子的瓶頸,直接導致導通損耗飆升。在開關電源這類高頻應用中,這點壓降可能就是效率的生死線。
二、 反向擊穿電壓:安全防護網
給二極管施加反向電壓時,超過某個臨界值就會引發(fā)”雪崩”——電流急劇增大,這就是反向擊穿電壓VBR。
擊穿機制的兩種面孔
- 齊納擊穿:低電壓擊穿(<5V),源于強電場下的電子隧穿
- 雪崩擊穿:高電壓擊穿(>7V),載流子碰撞引發(fā)連鎖反應
重要提示:常規(guī)工作電壓必須低于VBR的80%!否則二極管可能瞬間變身”導線”,連帶燒毀后級電路(來源:JEDEC JESD77B標準)。
三、 實戰(zhàn)選型:魚與熊掌的博弈
選二極管就像走鋼絲:追求低壓降?可能犧牲耐壓能力;想要高耐壓?往往伴隨更大壓降。
關鍵平衡點
- 低壓場景:優(yōu)先考慮VF,例如電池供電設備
- 高壓環(huán)境:重點考察VBR余量,如AC/DC電源輸入端
- 溫度預算:高溫環(huán)境需預判VF下降和VBR漂移
設計警示:忽略反向恢復時間的壓降數(shù)據都是耍流氓!快恢復二極管雖VF略高,但能顯著降低開關損耗。