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整流二極管

整流二極管 (Rectifier Diode) 顧名思義，是指對商用頻率的交流電進行整流的二極管。整流的主要目的是將交流轉換為直流，其具有高電壓、高電流特性。另外，根據使用頻率和使用條件不同，轉換效率有所不同，提供低VF(正向電壓)、高速開關型、低噪音等產品。

肖特基勢壘二極管

一般的二極管是利用PN接合來發(fā)揮二極管特性，而肖特基勢壘二極管是利用了金屬和半導體接合產生的肖特基勢壘。

與一般的PN結二極管相比，具有正向電壓 (VF) 低，開關速度快的特點。但漏電流 (IR) 大，有如果熱設計錯誤則引起熱失控的缺點。

廣泛用于電源部二次側整流。其特性根據使用的金屬不同而不同，ROHM利用多種金屬，推出如下產品陣容。

低VF型 RB1系列

低IR型 RB0系列

車載用超低IR型 RB8系列

特點

通過改變金屬種類，可制造低VF型、低IR型產品。

關于熱失控

肖特基勢壘二極管在特性上會因正向電流大而導致發(fā)熱。發(fā)熱則漏電流 (IR) 變大，同時外殼溫度、環(huán)境溫度也上升。如果熱設計錯誤，發(fā)熱將高于散熱，達不到熱平衡持續(xù)發(fā)熱。其結果漏電流 (IR) 也持續(xù)增加，最終元器件遭到損壞。這種現象叫做熱失控。

特點周圍溫度高，則引起熱失控。

TVS二極管

TVS是“Transient Voltage Suppressors”的首字母縮寫，是一種用于過電壓保護和 ESD保護的器件。

TVS二極管的工作原理

TVS二極管用來保護后段的IC免受由靜電和電源波動引起的意外過電壓和浪涌的影響。

整流二極管和肖特基勢壘二極管利用的是二極管的正向特性，而TVS二極管與齊納二極管(ZD)一樣，利用的是二極管的反向特性。

如下圖所示將TVS二極管與IC并聯，當電路正常工作時，TVS二極管處于OFF狀態(tài)，只消耗一定的漏電流。

當被施加了浪涌等過電壓時，TVS二極管會變?yōu)镺N狀態(tài)，并且TVS側會消耗脈沖電流，從而鉗制過電壓并保護后段的IC。

TVS二極管的極性(單向和雙向)

TVS二極管的極性是與電路品質相關的項目。

單向TVS可用作LH等單極電路的保護器件，不適用于保護雙極電路。

雙向TVS可以用于正負兩極的保護，因此適用于保護雙極電路和CAN等數據線路。

此外，雙向TVS也可用于保護單極電路。

TVS與ZD的區(qū)別

TVS和ZD在利用二極管的反向特性方面是相同的，但是由于ZD主要用于恒壓應用，因此對電壓穩(wěn)定的低電流范圍(5mA～40mA)規(guī)定了“齊納電壓(VZ)”。

此外，ZD基本上在ON狀態(tài)下使用。

而TVS為了不影響IC的驅動電壓，在電路正常工作期間處于OFF狀態(tài)，當被施加了浪涌等突發(fā)過電壓時，擊穿電壓值變得越發(fā)重要。

因此，規(guī)定了絕對不會導致擊穿的兩個電壓——“截止電壓(VRWM)”和“擊穿電壓(VBR)”。

此外，由于其主要用途是過電壓保護，因此，作為保護特性，對幾A～幾十A范圍內的大電流范圍特性也有規(guī)定。

開關二極管

顧名思義，是指具有開關功能的二極管。此二極管具有正向施加電壓時電流通過 (ON)，反向施加電壓時電流停止 (OFF) 的性能。反向恢復時間 (trr) 短，與其他二極管相比，開關特性優(yōu)異。

反向恢復時間 (trr)?

反向恢復時間 (trr) 是指開關二極管從導通狀態(tài)到完全關閉狀態(tài)所經過的時間。一般關斷后電子不能瞬間停止，有一定量的反向電流流過。其漏電流越大損耗也越大。還正在開發(fā)優(yōu)化材料或擴散重金屬從而縮短trr，抑制反沖后振蕩(振鈴)的FRD (Fast Recovery Diode) 等產品。

特點trr是指電壓變?yōu)榉聪蚝?，直到電流變?yōu)榱愕臅r間。trr快速，則可以實現低損耗、高速開關。

恒壓(齊納)二極管

齊納二極管利用電流變化時電壓恒定的特點，用于恒壓電路，作為防止IC免受浪涌電流、靜電損壞的保護元件使用。其特點是一般的二極管是正向使用，而齊納二極管是反向使用。反向擊穿電壓稱為齊納電壓 (VZ) 、此時的電流值稱為齊納電流 (IZ) 。近年來隨著電子設備的微細化/高功能化的不斷發(fā)展，要求保護元件具備更高性能，在這種趨勢下逐漸拉大與TVS (Transient Voltage Suppressor) 的差別。

特點只有ZD利用了反向特性。

高頻二極管

■引腳二極管舉例

由電阻值高的I型半導體制成，其特點是引腳間電容(CT)非常小。正向電壓條件下,具有可變電阻特性，反向電壓條件下,具有電容器特性。利用其高頻特性(引腳間電容小，因此對通信線沒有影響)，作為高頻信號開關(帶天線的移動設備)，衰減器，AGC電路用可變電阻元件使用。

引腳間電容 (CT) ?

二極管引腳間施加反向電壓時，存儲的電荷量稱為引腳間電容(CT)。結合P層和N層，則空穴與電子結合，在界面形成電氣特性為中性的耗盡層。耗盡層起到寄生電容器的作用，其電容值(CT) 與PN結的面積成正比，與距離 (d) 成反比。距離由P層、N層濃度等因素設計而成。向二極管施加電壓，則耗盡層擴大，CT下降。根據使用的應用不同，其要求的CT值不同。