安森美MUR8100E和MUR880E超快整流二極管：特性與應(yīng)用解析

在開(kāi)關(guān)電源、逆變器等電路設(shè)計(jì)中，整流二極管的性能至關(guān)重要。安森美（onsemi）推出的MUR8100E和MUR880E超快整流二極管，憑借其卓越的性能，在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中脫穎而出。本文將詳細(xì)介紹這兩款二極管的特性、參數(shù)及應(yīng)用，希望能為電子工程師們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)中提供參考。

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一、產(chǎn)品概述

MUR8100E和MUR880E二極管專為開(kāi)關(guān)電源、逆變器設(shè)計(jì)，也可用作續(xù)流二極管。它們屬于超快“E”系列，具備高反向能量能力，能有效應(yīng)對(duì)開(kāi)關(guān)電感負(fù)載電路中的電壓瞬變。

二、產(chǎn)品特性

2.1 強(qiáng)大的雪崩能量保證

該系列二極管保證有20mJ的雪崩能量，這使得它們?cè)诿鎸?duì)電壓瞬變時(shí)，能為電路提供出色的保護(hù)，有效防止因電壓突變對(duì)電路造成的損害。在開(kāi)關(guān)電感負(fù)載電路中，電壓瞬變是常見(jiàn)問(wèn)題，而這款二極管的高雪崩能量特性，無(wú)疑為電路的穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。

2.2 超快恢復(fù)時(shí)間

具有75納秒的超快恢復(fù)時(shí)間，這一特性使得二極管能夠快速響應(yīng)電路中的變化，減少能量損耗，提高電路的效率。在高頻開(kāi)關(guān)電路中，超快的恢復(fù)時(shí)間尤為重要，它能降低開(kāi)關(guān)損耗，提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。

2.3 高工作結(jié)溫

可在175°C的工作結(jié)溫下正常工作，這意味著它們能夠適應(yīng)高溫環(huán)境，在一些散熱條件較差或功率較大的應(yīng)用場(chǎng)景中，依然能保持穩(wěn)定的性能。

2.4 其他特性

• 流行封裝：采用TO - 220封裝，這種封裝形式在電子電路中非常常見(jiàn)，便于安裝和散熱。
• 環(huán)保材料：環(huán)氧樹脂符合UL 94 V - 0標(biāo)準(zhǔn)，且有無(wú)鉛封裝可供選擇，符合環(huán)保要求。
• 低正向電壓和低漏電流：低正向電壓能減少功率損耗，提高效率；低漏電流則能降低電路的靜態(tài)功耗。
• 高溫玻璃鈍化結(jié)：這種結(jié)構(gòu)能提高二極管的穩(wěn)定性和可靠性，延長(zhǎng)使用壽命。
• 高反向電壓：反向電壓可達(dá)1000V，能滿足多種電路的需求。

三、產(chǎn)品參數(shù)

3.1 最大額定值

3.2 熱特性

最大熱阻（結(jié)到殼）RJC為2.0°C/W，這表明二極管在工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量能夠較好地傳導(dǎo)出去，有助于保持較低的結(jié)溫，提高可靠性。

3.3 電氣特性

• 最大瞬時(shí)正向電壓：在iF = 8.0A，TC = 25°C時(shí)為1.5V；在iF = 8.0A，TC = 150°C時(shí)為1.8V。
• 最大瞬時(shí)反向電流：在額定直流電壓，TC = 100°C時(shí)為500A；在額定直流電壓，TC = 25°C時(shí)為25A。
• 最大反向恢復(fù)時(shí)間：在IF = 1.0A，di/dt = 50A/s時(shí)為100ns；在IF = 0.5A，iR = 1.0A，IREC = 0.25A時(shí)為75ns。
• 可控雪崩能量：WAVAL為20mJ。

四、測(cè)試電路與波形分析

通過(guò)圖6所示的未鉗位電感開(kāi)關(guān)電路，展示了新“E”系列超快整流二極管的可控雪崩能力。在測(cè)試過(guò)程中，使用汞開(kāi)關(guān)代替電子開(kāi)關(guān)，模擬開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)的嘈雜環(huán)境。

當(dāng)開(kāi)關(guān)S1在t0時(shí)刻閉合，電感中的電流IL線性上升，能量存儲(chǔ)在電感中；在t1時(shí)刻開(kāi)關(guān)打開(kāi)，被測(cè)二極管兩端的電壓由于di/dt效應(yīng)迅速上升，當(dāng)感應(yīng)電壓達(dá)到二極管的擊穿電壓時(shí)，二極管被鉗位在BVDUT，開(kāi)始導(dǎo)通全負(fù)載電流，電流開(kāi)始線性衰減，在t2時(shí)刻降為零。

通過(guò)求解開(kāi)關(guān)S1打開(kāi)時(shí)的回路方程，并計(jì)算轉(zhuǎn)移到二極管的能量，可以得出總能量近似等于電感中存儲(chǔ)的能量加上二極管擊穿期間從VDD電源獲取的有限能量，減去由于元件電阻產(chǎn)生的損耗。當(dāng)VDD電壓遠(yuǎn)低于器件的擊穿電壓時(shí)，電源在擊穿期間提供的能量較小，總能量近似等于開(kāi)關(guān)S1閉合時(shí)電感中存儲(chǔ)的能量。

圖8的示波器圖像顯示，MUR8100E在測(cè)試電路中，擊穿電壓為1300V時(shí)導(dǎo)通峰值電流為1A，根據(jù)公式計(jì)算，其吸收的能量約為20mJ。

五、機(jī)械特性與封裝尺寸

5.1 機(jī)械特性

• 外殼：采用環(huán)氧樹脂模制。
• 重量：約1.9克。
• 表面處理：所有外表面耐腐蝕，引腳易于焊接。
• 焊接溫度：焊接時(shí)引腳溫度最大為260°C，持續(xù)時(shí)間不超過(guò)10秒。

5.2 封裝尺寸

六、訂購(gòu)信息

七、總結(jié)與思考

安森美MUR8100E和MUR880E超快整流二極管憑借其出色的性能和特性，在開(kāi)關(guān)電源、逆變器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。其高雪崩能量、超快恢復(fù)時(shí)間、高工作結(jié)溫等特性，能有效提高電路的穩(wěn)定性和效率。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們?nèi)孕韪鶕?jù)具體的電路需求和工作環(huán)境，合理選擇二極管的參數(shù)和型號(hào)。例如，在高溫環(huán)境下，需要更加關(guān)注二極管的熱特性；在高頻開(kāi)關(guān)電路中，超快的恢復(fù)時(shí)間則是關(guān)鍵因素。那么，在你的實(shí)際設(shè)計(jì)中，遇到過(guò)哪些與二極管相關(guān)的問(wèn)題？又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。