选电路元器件时,面对琳琅满目的二极管型号是否感到困惑?为何有的电路用整流二极管,有的却必须选肖特基二极管?本文将拆解主流二极管特性差异,助你精准匹配应用需求。
基础二极管类型对比
整流二极管 vs 开关二极管
- 整流二极管:核心使命是电流单向导通。通常具有:
- 较高的正向导通压降 (约0.7V)
- 较强的浪涌电流承受能力
- 相对较慢的反向恢复时间
- 开关二极管:专为快速切换而生。关键特性包括:
- 极短的反向恢复时间
- 较低的结电容
- 适合高频开关场景
| 特性 | 整流二极管 | 开关二极管 |
|——————-|—————-|—————-|
| 主要用途 | 电源整流 | 高速开关电路 |
| 反向恢复时间 | 较长 | 极短 |
| 导通压降 | 通常较高 | 通常较低 |
| 适用频率 | 低频 | 高频 |
(来源:TDK, 2023 元器件应用白皮书)
稳压二极管 (齐纳二极管)
其独特之处在于利用反向击穿特性实现电压稳定。当反向电压达到特定击穿电压值时,电流急剧增大而电压保持相对恒定,常用于电压基准或过压保护电路。
特殊应用场景的关键选择
高频/低压降场景:肖特基二极管
- 核心优势:利用金属-半导体结原理,正向压降显著低于普通硅二极管 (可低至0.3V),且反向恢复时间极短近乎为零。
- 典型应用:
- 开关电源的输出整流
- 高频电路的续流二极管
- 防止反向电流的保护电路
- 对效率和发热敏感的低压电路
瞬态电压防护:TVS二极管
- 核心功能:专为吸收瞬间高能量浪涌或静电放电(ESD) 而设计。反应速度极快 (皮秒级)。
- 应用重点:
- 通信接口 (RS232, USB, HDMI) 保护
- 电源输入端的浪涌抑制
- 敏感IC的ESD防护
- 选型关键:需匹配电路的工作电压和可能遭遇的浪涌等级。
二极管选型实用指南
面对具体设计需求,可遵循以下逻辑链条:
1. 明确核心功能:需要整流?稳压?高速开关?还是保护?
2. 分析电气环境:工作电压/电流范围?信号频率高低?是否存在浪涌风险?
3. 锁定关键参数:
* 最大反向工作电压 (VRWM/V_R):必须高于电路可能出现的最高反向电压。
* 平均整流电流 (I_F(AV)):需满足电路持续工作电流要求,并考虑裕量。
* 正向压降 (V_F):低压电路或大电流场景需重点关注,影响效率和发热。
* 反向恢复时间 (t_rr):高频开关电路的核心指标。
* 特殊需求:如TVS的钳位电压 (V_C)、稳压管的齐纳电压 (V_Z)。
4. 考虑封装与散热:大电流应用需关注封装散热能力,必要时加散热器。
