二极管的分类及应用

二极管封装中,都是由多个二极管的组成进行封装的,为什么会有这些类型的组合封装的二极管呢?这就是我们要说明的问题。
如果选择多个独立的二极管,即便型号一样,生产厂家一样,生产批次一样,两个二极管之间的性能特性,也会有一定的差异;
使用上面组合形式封装的二极管,相对来说!是相对来说,多个二极管之间的差异会比单独的二极管小得多,在一些特除场合更能保证性能的一致性!
      再者,我们在设计电路的时候,因为布局走线问题,使用独立的二极管也会导致并联的二极管存在性能差异,如果使用上面组合形式封装的二极管,可以避免这种不一致问题的存在,减少电路问题。
在电路设计时候,使用组合形式封装的二极管比使用独立元器件更加稳定可靠,在某些特殊场合尽量使用组合封装的二极管(esd防护,桥堆)。
.1 肖特基二极管
在单片机领域,肖特基二极管现在用得也越来越多的,在防反接保护电路场合基本都是使用的肖特基二极管,比如:ss34,ss12,b5819w 等。
对于肖特基二极管,需要特别说明,它不是利用p型半导体与n型半导体接触形成pn结原理制作的,而是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的。
所以也 肖特基二极管也称为金属-半导体(接触)二极管或表面势垒二极管,它是一种热载流子二极管。
特点:开关频率高,为反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),正向压降低,正向导通压降仅0.4v左右。
缺点:耐压比较低,漏电流稍大些。
用途:多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在通信电源、变频器等中比较常见。
肖特基二极管不是 pn 结而是金属-半导体结,最主要特点导通压降小。
2 tvs瞬态抑制二极管
tvs(transient voltage suppressors),即瞬态电压抑制器,又称雪崩击穿二极管。tvs 有单向与双向之分,单向tvs一般适用于直流电路,双向tvs一般适用于交流电路中,其实双向也可以用于直流电路之中。
tvs管的工作原理:
tvs管在电路中一般工作于反向截止状态,不影响电路的任何功能,当两端经受瞬间的高能量冲击时,它能以极高的速度(最高达1/(10^12)秒)使其阻抗骤然降低,同时吸收一个大电流,将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上,从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。干扰脉冲过去后,tvs又转入反向截止状态。由于在反向导通时,其箝位电压低于电路中其它器件的最高耐压,因此起到了对其它元器件的保护作用。
在单片机系统中常见的tvs二极管有:smbj3.3a,smbj5.0a,实际使用如下图:
esd静电保护二极管
esd二极管其实和 tvs 二极管原理是一样的,也是为了保护电,主要功能是防止静电。
静电防护的前提条件就要求其电容值要足够地低,一般在1pf-3.5pf之间最好,主要应用于板级保护。
静电在我们的日常生活中可以说是无处不在,不同物质的接触、分离或相互摩擦,即可产生静电。例如在生产过程中的挤压、切割、搬运、搅拌和过滤以及生活中的行走、起立、脱衣服等,都会产生静电。
我们的身上和周围就带有很高的静电电压,几千伏甚至几万伏。这些静电也许对人体影响不大,但对于一些esds(静电敏感元件),却直接可以使其失去本身应有的正常性能,甚至完全丧失正常功能。这样esd防护就非常必要了。
在我们实际项目中,usb接口一般都会接一个esd二极管:
4 稳压二极管(齐纳二极管)
稳压二极管,英文名称zener diode,又叫齐纳二极管。利用pn结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的二极管。
稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多,反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻很大,反向漏电流极小。但是,当反向电压临近反向电压的临界值时,反向电流骤然增大,称为击穿,在这一临界击穿点上,反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化,而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近,从而实现了二极管的稳压功能。
稳压值 = 反向击穿电压,说明,稳压二极管使用一般都需要串联一个电阻做限流电阻用,因为一般来说稳压二极管的功率比较小。
二极管击穿且电流过大才会烧坏,保证电流在一定值,二极管是不会烧坏的。稳压二极管可以串联起来获得更高的稳定电压。
在平时应用中,用过12v的稳压二极管:
稳压二极管 又叫齐纳二极管,工作在反向击穿区域的二极管,稳压值等于反向击穿电压,应用中需要串联一个限流电阻。


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