Richtlijnen voor diodeselectie

Bij het selecteren van een diode voor een bepaalde toepassing moeten verschillende factoren worden overwogen om goede prestaties en betrouwbaarheid te garanderen.Een factor in dit selectieproces is het begrijpen van de verschillende kenmerken van de diode, zoals de voorwaartse geleidingsdruk, maximale werkspanning en betrouwbaarheid onder verschillende omstandigheden.Dit artikel leidt u door deze factoren, waarin de verschillende attributen worden uitgelegd en hoe deze het selectieproces van de diode beïnvloeden.Het biedt ook enige overwegingen voor het bereiken van de meest effectieve diodeprestaties in circuitontwerp.

Catalogus

Inzicht in de elementen van diode

Diodes zijn belangrijke componenten in elektronische circuits, veel gebruikt voor hun vermogen om de stroom van elektrische stroom te regelen.Hier zijn enkele belangrijke factoren waarmee u rekening moet houden bij het selecteren van diodes voor uw circuits, met name gericht op tijdelijke spanningsonderdrukker (TVS) -dioden.Inzicht in deze kan u helpen de goede prestaties, levensduur en betrouwbaarheid van uw elektronische ontwerpen te waarborgen.Er zijn veel overwegingen bij de selectie van diodes, waaronder kenmerken zoals voorwaartse geleidingsdruk, nominale stroom, omgekeerde spanningstolerantie en meer.

Factoren om te overwegen bij het selecteren van modellen

Bij het selecteren van diodemodellen moeten verschillende factoren worden geëvalueerd om een ​​optimale prestaties, betrouwbaarheid en compatibiliteit met de beoogde toepassing te garanderen.Inzicht in deze factoren zal u helpen bij het nemen van weloverwogen beslissingen tijdens de selectie van componenten.

Spanningsval en voorwaartse geleiding

Voorwaartse geleidingspanningsdaling

De spanningsval over een diode wanneer deze stroomgaat, is een cruciale factor in de prestaties ervan.Deze spanningsverandering treedt op wanneer de stroom door de belasting stroomt en wordt de spanningsval genoemd.In het bijzonder is de "Turn-On-spanningsval" de spanning waarmee de diode begint te voeren.De relatie tussen de voorwaartse spanning en stroom is significant omdat bij lage voorwaartse spanningen de stroom te verwaarlozen is, terwijl bij hogere spanningen de stroom snel toeneemt naarmate de diode inschakelt.De ideale diode zal een lage spanningsval hebben, waardoor verliezen en het genereren van warmte, wat belangrijk is voor vermogensefficiëntie.

De relatie tussen de voorwaartse spanningsval en geleidingsstroom varieert afhankelijk van het diodemateriaal, zoals silicium of germanium, waarbij de laatste typisch een lagere drempelspanning (ongeveer 0,2 V) heeft in vergelijking met siliciumdiodes (0,6 V).Daarom kan bij het selecteren van een diode er een kiezen met de laagste spanningsval, geschikt voor de bedrijfsstroom, de algehele efficiëntie en warmtedissipatie beïnvloeden.

Temperatuureffecten op spanningsdaling

De spanningsdaling van de diode wordt beïnvloed door omgevingstemperatuur.Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de voorwaartse spanningsval in het algemeen af.Extreme temperaturen kunnen echter leiden tot stabiliteitsproblemen, waardoor het deraneren moet worden afgeleid om een ​​veilige werking te garanderen.Bijvoorbeeld, terwijl de SM360A Diode toont een spanningsdaling die het hoogst is bij -45 ° C, deze blijft stabiel binnen het werkbereik, maar bij temperaturen boven 75 ° C wordt het lijden nodig om oververhitting en schade te voorkomen.

Nominale stroom en maximale voorwaartse stroom

Nominale stroom (if)

De nominale stroom verwijst naar de gemiddelde stroom die de diode kan verwerken tijdens langdurige werking zonder oververhitting.Deze waarde is meestal gekoppeld aan de grootte van de PN -junctie van de diode en het vermogen om warmte af te voeren.Siliciumdioden kunnen bijvoorbeeld tot 1000A verwerken, terwijl Germanium -diodes over het algemeen lagere stromen ondersteunen (rond 1A).Het vermogen om thermische opbouw te beheren is belangrijk om die schade te voorkomen.Het overschrijden van de nominale stroom zonder voldoende koeling zal de diode oververhit raken en mogelijk falen.

Maximale voorwaartse stroom

Deze waarde definieert de hoogste stroom die de diode kan passeren zonder schade te ondergaan vanwege overmatige warmte.Het is belangrijk om een ​​diode te selecteren waarvan de maximale voorwaartse stroom is afgestemd op de stroomvereisten van het circuit, rekening houdend met de thermische omstandigheden.

Maximale gemiddelde gerectificeerde stroom

Dit is de piekgemiddelde stroom die door de diode stroomt in een halfgolfrichtspiercircuit.Bij het selecteren van een diode voor rectificatietoepassingen, zorgt de maximale gemiddelde gecorrigeerde stroom ervoor dat de diode zonder falen de verwachte stroombelasting kan verwerken.Deze waarde moet aansluiten bij de ontwerpspecificaties van het gelijkrichtercircuit om een ​​goed functioneren te garanderen.

Maximale overspanningsstroom

Stijsstroom verwijst naar een korte piek in de stroom die de nominale stroom overschrijdt.Diodes moeten in staat zijn om deze stijging te weerstaan ​​zonder schade op te lopen.Stijsstroomcapaciteit voor diodes die worden gebruikt in voedingen en circuits waar plotselinge hoge stromen kunnen optreden, zoals bij inductieve belastingen.

Maximale omgekeerde piekspanning

De omgekeerde piekspanning is de maximale spanning die een diode kan weerstaan ​​in de omgekeerde richting zonder afbraak.Herhaalde blootstelling aan omgekeerde spanningen kan de diode beschadigen, wat leidt tot falen.De maximale omgekeerde piekspanning in rectificatietoepassingen, waarbij de diode wordt onderworpen aan zowel voorwaartse als omgekeerde spanningen.Diodes met hoge omgekeerde piekspanningsbeoordelingen zijn nodig voor hoogspanningstoepassingen.

Maximale omgekeerde spanning

De omgekeerde spanning verwijst naar de maximale DC -spanning die een diode in de omgekeerde richting kan onderhouden.Deze beoordeling is belangrijk bij het ontwerpen van circuits waarbij DC -vermogen betrokken is en zorgt ervoor dat de diode niet zal falen onder continue omgekeerde spanningsomstandigheden.

Maximale bedrijfsfrequentie

Naarmate de bedrijfsfrequentie toeneemt, verslechtert het vermogen van de diode om in één richting te voeren door junctiecapaciteit.Hoogfrequente diodes, zoals puntcontactdioden, kunnen frequenties over 100 MHz verwerken, terwijl gelijkrichtingsdioden meestal beperkt zijn tot lagere frequenties, rond een paar duizend Hz.De frequentierespons van de diode moet overeenkomen met de operationele frequentie van het circuit om de afbraak van prestaties te voorkomen.

Omgekeerde hersteltijd

Dit geeft de vertragingstijd aan tussen wanneer de diode wordt uitgeschakeld en wanneer de stroom volledig stopt.Het minimaliseren van de omgekeerde hersteltijd voor toepassingen waarbij hogesnelheidsomschakeling inhoudt, omdat lange hersteltijden inefficiëntie en signaalvervorming kunnen veroorzaken.

Maximale vermogensbehandeling

Het maximale vermogen verwijst naar het hoogste vermogensniveau dat de diode aankan zonder oververhitting te raken.Diodes verdwijnen vermogen als warmte en hun vermogen om deze warmte te beheren voor betrouwbare werking.Dit is belangrijk voor Zener -diodes en dioden met variabele weerstand, die vaak worden gebruikt in spanningsregelingstoepassingen.

Omgekeerde verzadigingslekstroom

De lekstroom treedt op wanneer een kleine hoeveelheid stroom door de diode in de omgekeerde richting stroomt, zelfs wanneer deze niet wordt geleid.De hoeveelheid lekstroom is temperatuurafhankelijk en varieert op basis van het halfgeleidermateriaal.Siliciumdioden hebben meestal een lekstroom in het NA -bereik, terwijl Germanium -diodes lekstromen in het MA -bereik kunnen hebben.

Derating en junction temperatuur

Om de levensduur te verlengen en de betrouwbaarheid van diodes te verbeteren, wordt derating vaak toegepast.Door de diode te bedienen bij een lagere junctietemperatuur dan de maximale nominale waarde, kan de levensduur worden verhoogd.Het bedienen van een diode bij 125 ° C kan bijvoorbeeld zijn levensduur verminderen, maar het verleiden tot 110 ° C kan de levensduur van het services verdubbelen.Deze praktijk is belangrijk bij het werken met krachtige of hoge temperatuuromgevingen.

Veiligheidsnormen

Bij het selecteren van diodes is het belangrijk om ervoor te zorgen dat ze voldoen aan veiligheidscertificeringen zoals UL (Noord -Amerika), CSA (Canada) en TUV (Duitsland).Deze certificeringen zorgen ervoor dat de diode voldoet aan de veiligheidsvoorschriften, waardoor het risico op faal- of veiligheidsrisico's tijdens de werking wordt verminderd.

Betrouwbaarheidsontwerp

Betrouwbaarheid is de prestaties van elke elektronische component.Zorgen voor een goede selectie, circuitontwerp, mechanische ondersteuning en thermisch beheer zullen de levensduur van de diode en het hele systeem verlengen.Effectief betrouwbaarheidsontwerp helpt falen te voorkomen als gevolg van ongepaste spanningen en omgevingscondities.

Tolerantieontwerp

Ontwerpen voor tolerantie omvat de verantwoording voor variaties in diode als gevolg van productietoleranties, temperatuurveranderingen en verouderingseffecten.Het toestaan ​​van enige flexibiliteit hierin zorgt ervoor dat het circuit betrouwbaar zal functioneren, zelfs wanneer componenten afwijken van hun nominale waarden.

Verpakkingsoverwegingen

Verpakkingen speelt een grote rol in de prestaties en betrouwbaarheid van diodes.Het gebruik van axiaal ingevoegde diodepakketten en open-junctie diodes wordt niet aanbevolen vanwege slechte betrouwbaarheid en warmtedissipatieproblemen.Het kiezen van een hoogwaardig pakket zoals Glass Passivated Diodes (GPP) zorgt voor goede prestaties, stabiliteit en warmtebeheer.

Technische vergelijking van GPP- en OJ -chips

In het passiverings- en testproces ondergaan GPP -chips glazen passivering in de waferfase, waardoor VR -sonde -testen vóór de montage mogelijk zijn.OJ -chips kunnen daarentegen alleen VR -testen uitvoeren nadat het product volledig is geassembleerd. Structureel, GPP -chips hebben een 1000V VRM met een gegroefde, gepassiveerd P+ -oppervlak en een negatieve schuine structuur op de mesa.Dit ontwerp creëert een hoger oppervlakte -elektrisch veld in vergelijking met de rest van het lichaam.OJ Chips ontbreekt deze afschuining en heeft in plaats daarvan een vlak snijoppervlak.In termen van passivering passen GPP -chips glazen passivering specifiek toe op het PN -junctiegebied, wat resulteert in gerichte en efficiënte bescherming.OJ-chips gebruiken daarentegen siliconenrubber voor dekking met een volledige sectie, die een bredere maar minder geoptimaliseerde passivering biedt. De snijmethode onderscheidt de twee verder.

GPP -chips vertrouwen op mechanisch snijden, dat een laag snijschade introduceert.Ter vergelijking: OJ -chips worden geproduceerd door chemische etsen, die de snijschadelaag verwijdert en de structurele integriteit verbetert.Materiële behandeling en prestaties variëren ook.GPP-chips worden gepassiveerd met een gesmolten anorganische glaslaag op hoge temperatuur, waardoor hun junctietemperatuur (TJM) en omgekeerde stroom (HTIR) stabiliteit (HTIR) wordt verbeterd.OJ-chips zijn daarentegen compatibeler met traditionele lead-out verpakkingen, die veel worden gebruikt.

Productieprocesvariaties

De productieprocessen voor deze chips zijn opmerkelijk verschillend.OJ -chips vereisen meerdere fasen, waaronder solderen, beitsen, passivering, bleken, uitharden en bakken.Hun elektrische prestaties en omgekeerde spanningskenmerken, zijn nauw verbonden met de beet- en verpakkingsprocessen.Plug-in verpakking is de meest voorkomende vorm voor OJ-chips.Ondertussen omvat de productie van GPP -chip in het pitting en passivering in de wafelstadium, die direct de elektrische eigenschappen van de chip bepaalt.GPP-chips worden meestal verzegeld met behulp van patch-type verpakkingen, wat hun compacte en hoogwaardige ontwerp optimaliseert.

Conclusie

Het selecteren van de juiste diode omvat een grondig begrip van de elektrische kenmerken en operationele die de prestaties beïnvloeden.Door het evalueren van de factoren zoals voorwaartse geleidingspanning, huidige beoordelingen, omgekeerde spanningstolerantie en betrouwbaarheidsfactoren, kunt u ervoor zorgen dat de gekozen diode voldoet aan de vereisten van de toepassing.De juiste diodeselectie verbetert niet alleen de efficiëntie van het circuit, maar draagt ​​ook bij aan de levensduur en veiligheid van het hele systeem.

Veelgestelde vragen

1. Welke factoren moet ik overwegen bij het selecteren van een diode?

Concentreer u op het volgende bij het kiezen van een diode:

Maximale gerectificeerde stroom (IF) - De hoogste stroom die de diode kan aankunnen.

Maximale omgekeerde werkspanning (UDRM) - De piek omgekeerde spanning die de diode kan weerstaan.

Omgekeerde lekstroom (IDRM)-De kleine stroom die stroomt wanneer de diode omgekeerd is.

Dynamische weerstand (RD) - De weerstand van de diode bij het uitvoeren.

Maximale werkfrequentie (FM) - De hoogste frequentie die de diode efficiënt kan werken.

Spanningstemperatuurcoëfficiënt (αUZ) - Hoe de spanning van de diode verandert met temperatuur.

2. Wat zijn de twee belangrijkste parameters voor het kiezen van een diode?

Maximale omgekeerde afbraakspanning (UBRCEO) - Zorgt ervoor dat de diode de omgekeerde spanning veilig kan verwerken.

Maximale gerectificeerde stroom (IDM) - Zorgt ervoor dat de diode de vereiste voorwaartse stroom kan dragen.

3. Hoe kies ik de juiste Schottky -diode?

Overweeg het volgende om een ​​Schottky -diode te selecteren:

Voorwaartse stroom en omgekeerd bestand tegen spanning - de spanningsclassificatie moet de toepassingsspanning overschrijden.

Voor hoogfrequente rectificatie moet de reverse spanningsclassificatie meestal 2 keer de werkelijke spanning zijn (bijvoorbeeld voor 5V, gebruik een 10V-rated diode).

Kies voor inductieve belastingen een spanningsclassificatie die 3-5 keer hoger is dan de werkelijke spanning.

Stroommarge - Zorg ervoor dat de voorwaartse stroombeoordeling de toepassingsstroom met ten minste 20% overschrijdt (bijvoorbeeld voor 8A, selecteer een 10A -diode).Voor een betere betrouwbaarheid, streef naar een marge van 50% of meer.