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整流二极管的作用
整流二极管具有单向导电性,主要用于整流、稳压和混频等电路中。本文介绍整流二极管和稳压二极管的参数及选择原则。
(一)整流二极管的主要参数
1.IF— 最大平均整流电流。
指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。该电流由PN结的结面积和散热条件决定。使用时应注意通过二极管的平均电流不能大于此值,并要满足散热条件。例如1N4000系列二极管的IF为1A。
2.VR— 最大反向工作电压。
指二极管两端允许施加的最大反向电压。若大于此值,则反向电流(IR)剧增,二极管的单向导电性被破坏,从而引起反向击穿。通常取反向击穿电压(VB)的一半作为(VR)。例如1N4001的VR为50V,1N4007的VR为1OOOV.
3.IR— 反向电流。
指二极管未击穿时反向电流值。温度对IR的影响很大。例如1N4000系列二极管在100°C条件IR应小于500uA;在25°C时IR应小于5uA。
4.VR— 击穿电压。
指二极管反向伏安特性曲线急剧弯曲点的电压值。反向为软特性时,则指给定反向漏电流条件下的电压值。
5.tre— 反向恢复时间。
指在规定的负载、正向电流及最大反向瞬态电压下的反向恢复时间。
6.fm— 最高工作频率。
主要由PN结的结电容及扩散电容决定,若工作频率超过fm,则二极管的单向导电性能将不能很好地体现。例如1N4000系列二极管的fm为3kHz。
7.CO— 零偏压电容。
指二极管两端电压为零时,扩散电容及结电容的容量之和。值得注意的是,由于制造工艺的限制,即使同一型号的二极管其参数的离散性也很大。手册中给出的参数往往是一个范围,若测试条件改变,则相应的参数也会发生变化,例如在25°C时测得1N5200系列硅塑封整流二极管的IR小于1OuA,而在100°C时IR则变为小于500uA。
(二)稳压二极管的主要参数
1.Vz— 稳定电压。
指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别,同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。例如,2CW51型稳压管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。
2.Iz— 稳定电流。
指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时,稳压管虽并非不能稳压,但稳压效果会变差;高于此值时,只要不超过额定功率损耗,也是允许的,而且稳压性能会好一些,但要多消耗电能。
3.Rz— 动态电阻。
指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变,一般是工作电流愈大,动态电阻则愈小。例如,2CW7C稳压管的工作电流为5mA时,Rz为18Ω;工作电流为1OmA时,Rz为8Ω;为20mA时,Rz为2Ω > 20mA则基本维持此数值。
4.Pz— 额定功耗。
由芯片允许温升决定,其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压管的Vz为3V,Izm为20mA,则该管的Pz为60mWo
5.Ctv— 电压温度系数。
是说明稳定电压值受温度影响的参数。例如2CW58稳压管的Ctv是+0.07%/°C,即温度每升高1°C,其稳压值将升高0.07%。
6.IR— 反向漏电流。
指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压管的VR=1V时,IR=O.1uA;在VR=6V时,IR=10uA。
(三)选择二极管的基本原则
1.要求导通电压低时选锗管;要求反向电流小时选硅管
整流二极管:一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。整流二极管的作用主要是各种低频半波整流电路,如需达到全波整流需连成整流桥使用。
通常它包含一个PN结,有阳极和阴极两端。P区的载流子是空穴,N区的载流子是电子。外加使P区相对N区为正的电压时,能通过大电流,具有低的电压降(典型值0.7V),称为正向导通状态。若加相反的电压,则反向电流很小(反向漏电流),称为反向阻断状态。整流二极管具有明显的单向导电性。
硅整流二极管的击穿电压高,反向漏电流小,高温性能良好。通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造(掺杂较多时容易反向击穿)。这种器件的结面积较大,能通过较大电流(可达上千安),但工作频率不高一般在几十KHz以下。
整流二极管是利用PN结的单向导电特性,把交流电变成脉动直流电。整流二极管流电流较大,多数采用面接触性料封装的二极管。整流二极管的外形如图1所示,另外,整流二极管的参数除前面介绍的几个外,还有最大整流电流,是指整流二极管长时间的工作所允许通过的最大电流值。它是整流二极管的主要参数,是选项用整流二极管的主要依据。