Электроника:Полупроводники/Диоды и выпрямители/Номинальные характеристики диодов

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Номинальные характеристики диодов[1]

Помимо прямого падения напряжения (VПрямое) и пикового обратного напряжения (ПОН), существует множество других номинальных параметров диодов, важных для проектирования схемы и выбора компонентов. Производители полупроводников предоставляют подробные технические описания своей продукции, включая диоды, известных как спецификации.

Спецификации

Спецификации для широкого спектра полупроводниковых компонентов можно найти в справочниках и в Интернете. Я предпочитаю Интернет в качестве источника спецификаций компонентов, потому что все данные, полученные непосредственно с веб-сайтов производителей, всегда актуальны.

Типовые параметры диодов в спецификациях

Типовая спецификация диода будет содержать цифры для следующих параметров:

Максимальное повторяющееся обратное напряжение (обозначается как VRRM от англ. Maximum repetitive reverse voltage) – максимальное количество напряжения, которое диод может выдержать в режиме обратного включения при повторяющихся импульсах. В идеале эта цифра была бы бесконечной.

Максимальное обратное напряжение постоянного тока (обозначается как VR или VDC от англ. Maximum DC reverse voltage) – максимальное значение напряжения, которое диод может выдерживать в режиме постоянного обратного включения. В идеале эта цифра была бы бесконечной.

Максимальное прямое напряжение (обозначается как VF от англ. Maximum forward voltage) – обычно указываемое при номинальном прямом токе диода. В идеале эта цифра должна быть равна нулю: диод не оказывает никакого сопротивления прямому току. В действительности прямое напряжение описывается «уравнением диода».

Максимальный (средний) прямой ток (обозначается как IF или AV от англ. Maximum (average) forward current), максимальная средняя величина тока, которую диод может проводить в режиме прямого включения. По сути, это тепловое ограничение: сколько тепла может выдержать P-N-переход, учитывая, что мощность рассеяния равна току (I), умноженному на напряжение (V или E), а прямое напряжение зависит как от тока, так и от температуры перехода. В идеале эта цифра была бы бесконечной.

Максимальный (пиковый или импульсный) прямой ток (обозначается как IFSM от англ. Maximum (peak or surge) forward current или IF(surge) т.е. IF(импульсн.)) – максимальная пиковая величина тока, которую диод может проводить в режиме прямого включения. Опять же, этот показатель ограничен теплоёмкостью диодного перехода и обычно намного выше, чем средний номинальный ток из-за тепловой инерции (нужно учесть тот факт, что диоду требуется конечное количество времени, чтобы достичь максимальной температуры для данного тока). В идеале эта цифра была бы бесконечной.

Максимальная общая рассеиваемая мощность (обозначается как PD от англ. Maximum total dissipation) – величина мощности (в ваттах), которая может рассеиваться диодом с учётом рассеяния (P = IE) тока диода, умноженного на падение напряжения на диоде, а также рассеяния (P = I2R) тока диода в квадрате, умноженном на объёмное сопротивление. Принципиально ограничен теплоёмкостью диода (способностью выдерживать высокие температуры).

Рабочая температура перехода (обозначается как TJ от англ. Operating junction temperature) – максимально допустимая температура P-N-перехода диода, обычно выражаемая в градусах Цельсия (°C). Тепло – это «ахиллесова пята» полупроводниковых устройств: они должны храниться в прохладном месте, чтобы они работали должным образом и обеспечивали долгий срок службы.

Диапазон температур хранения (обозначается как TSTG от англ. Storage temperature range) – диапазон допустимых температур для хранения диода (без питания). Иногда указывается вместе с рабочей температурой перехода (TJ), потому что максимальная температура хранения и максимальная рабочая температура часто идентичны. Во всяком случае, максимальная номинальная температура хранения будет больше, чем максимальная номинальная рабочая температура.

Тепловое сопротивление (обозначается как R(Θ) от англ. Thermal resistance) – разница температур между спаем и наружным воздухом (обозначается как R(Θ)JA) или между спаем и выводами (обозначается как R(Θ)JL) для заданной рассеиваемой мощности. Выражается в градусах Цельсия на ватт (°C/W). В идеале эта цифра должна быть равна нулю, что означает, что корпус диода является идеальным проводником тепла и радиатором, способным передавать всю тепловую энергию от перехода к наружному воздуху (или к выводам) без разницы в температуре по всей толщине корпуса диода. Высокое тепловое сопротивление означает, что диод будет нагреваться до чрезмерной температуры на переходе (там, где она достигает критических значений), несмотря на все усилия по охлаждению внешней части диода, и, таким образом, ограничит его максимальное рассеивание мощности.

Максимальный обратный ток (обозначается как IR от Maximum reverse current) – величина тока, проходящего через диод в режиме обратного включения с максимальным приложенным номинальным обратным напряжением (обозначаемым как VDC от англ. Voltage DC). Иногда его называют током утечки. В идеале эта цифра должна быть равна нулю, поскольку идеальный диод блокирует весь ток при обратном включении. На самом деле, значение будет очень мало по сравнению с максимальным прямым током.

Типовая ёмкость перехода (обозначается как CJ от англ. Typical junction capacitance) – стандартная величина ёмкости, свойственная переходу, из-за обеднённой области, действующей как диэлектрик, разделяющий соединения анода и катода. Обычно это очень маленькая цифра, измеряемая в пикофарадах (пФ).

Время обратного восстановления (обозначается как trr от англ. Reverse recovery time) – количество времени, которое требуется диоду, чтобы «выключиться», когда напряжение на нём меняет полярность с прямого включения на обратное. В идеале эта цифра должна быть равна нулю: диод прекращает проводимость сразу же после смены полярности. Для типичного выпрямительного диода время обратного восстановления находится в диапазоне десятков микросекунд; для диода с «быстрым переключением» это может быть всего несколько наносекунд.

Большинство этих параметров зависят от температуры или других условий эксплуатации, поэтому та или иная цифра не описывает исчерпывающе любой соответствующий параметр. Поэтому производители предоставляют графики характеристик компонентов в зависимости от других переменных (например, температуры), чтобы разработчик схем лучше понимал, на что способно устройство.

См.также

Внешние ссылки