普通二极管数据手册解读：关键参数与特性曲线详解

普通二极管数据手册解读：关键参数与特性曲线详解

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CSDN

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https://blog.csdn.net/qq_41169114/article/details/144943595

二极管是电子工程中最基本的半导体器件之一，广泛应用于整流、检波、限幅、开关等多种电路中。正确理解和使用二极管的关键在于掌握其各种参数及其工作特性。本文将详细介绍普通二极管的主要参数及其特性曲线，帮助读者更好地理解和应用二极管。

1 二极管的基本参数

1.1 反向电压（reverse voltage）V_R

当电源的正极与二极管的负极相连，电源的负极与二极管的正极相连，此时的电压为二极管承受的反向电压。二极管反向电压持续超过此额定值二极管会被击穿，如下图所示，该二极管的反向电压为200V。

1.2 重复性峰值反向电压（Repetitive peak reverse voltage）V_{RRM}

重复性峰值反向电压是二极管能够在周期性工作条件下，反向承受的最大电压值。也就是二极管周期性承受的反向电压。

1.3 反向电流（reverse current）I_R

理想状态下二极管施加反向电压是开路状态，理论上没有电流流过。实际上受半导体材料和温度的影响，少子的漂移运动导致二极管存在一定的电流。也就是漏电流。

1.4 正向电压/压降（forward voltage）V_F

当电源的正极与二极管的正极相连，电源的负极与二极管的负极相连，此时的电压为正向电压。从模电中我们知道，二极管有一个导通电压，锗二极管导通电压一般取0.2V，硅二极管导通电压一般取0.7V。貌似二极管的压降和材料有关。其实不然，正向电压受温度和流过二极管电流大小的影响。正向压降不是一成不变的，而是在动态变化的。

1.5 正向电流 (forward current )I_F

当二极管的阳极（正极）电压高于阴极（负极）电压时，二极管处于正向偏置状态，此时二极管导通，电流从阳极流向阴极，这个电流被称为正向电流，正向电流是指二极管可持续通过的电流。

1.6 非重复正向峰值浪涌电流/浪涌电流 (non-repetitive peak forward current )I_{FSM}

非重复正向峰值浪涌电流是二极管的重要参数，通常出现在二极管的规格书中，用以描述二极管在极短时间内能够承受的最大正向电流，从安世BAS21的规格书中可以看到，电流冲击时间越长，IFSM越小。

1.7 重复峰值正向电流 (repetitive peak forward current )I_{FRM}

重复峰值正向电流是指二极管在周期性工作时（如交流整流或脉冲电路中），能够承受的最大正向电流峰值。这个参数通常用于评估二极管在动态工作状态（如高频整流电路）下的电流承载能力。重复峰值正向电流是一个动态指标，与正向电流和非重复峰值正向浪涌电流不同。它表示的是多次、重复出现的峰值电流，而非重复峰值正向浪涌电流通常是一次性浪涌条件下的峰值电流。

1.8 总功率耗散 (total power dissipation )P_{tot}

是指电子器件在工作过程中因电能转化为热能而消耗的总功率。对于二极管，功率耗散是设计中需要特别关注的参数，因为它直接影响二极管的热管理和可靠性。

1.9 结温 (junction temperature )T_j

二极管的结温是指二极管内部PN结的温度，它反映了二极管在工作状态下的实际温度。二极管的最高结温是指在PN结不至于损坏的前提下所能承受的最高平均温度。（结温是指二极管内部PN结的温度，并非二极管表面温度）

1.10 环境温度 (ambient temperature )T_{amb}

指电子器件所在环境的温度

1.11 存储温度 (storage temperature )T_{stg}

是指电子元器件在不工作状态下可以安全存放的温度范围。它是器件能够承受的环境温度极限之一。

1.12 热阻 (Thermal resistance )R_{th}

热阻是衡量热量从发热源传递到周围环境时的“阻力”。它表明了器件散热的能力，单位通常是 °C/W，有的数据手册中也用K//W表示。其中K表示开尔文。热阻越大表明该元件的散热能力越差。该参数电子元器件选型的重要参数之一。

1.13 结电容 (diode capacitance )C_j

二极管结电容分为两种：势垒电容和扩散电容。二极管的结电容等于两者之和，在PN结反偏的情况下，势垒电容主导作用。在PN结正偏的情况下，扩散电容主导作用。节电容并不是两个管脚引起杂散电容，是由于PN节的特性产生的。

1.14 反向恢复时间 (reverse recovery time )t_{rr}

反向恢复时间 trr是指在二极管从正向电压切换到反向电压时，反向电流从峰值恢复到某一小值（通常为 10% 峰值）的时间。二极管在切换过程中，由于正向电流突然中断，会有存储电荷滞留在二极管的结区。这些滞留电荷需要一定时间才能清除，期间会产生短暂的反向电流，这段时间就是反向恢复时间。

2. 二极管的额定值和特性曲线

2.1 正向电压和正向电流的关系

从图中可以看出，二极管流过的正向电流越大，其二极管的压降也越大。有该图可以得出结论。正向电流越大，二极管的导通压降越大。温度升高，伏安特性曲线左移。也就是说，温度升高二极管的正向电压减小。

Forward current as a function of forward voltage

2.2 反向电流和结温的关系

温度升高，二极管的反向漏电流会增大。

Reverse current as a function of junction temperature

2.3 持续脉冲时间与浪涌电流的关系

脉冲持续的时间越长，IFSM（浪涌电流）能承受的最大值也就越小。

Non-repetitive peak forward current as a function of pulse duration; maximum values

2.4. 结电容和反向电压的关系

该曲线是在1MHz交流电压作用下进行。随着反向电压的升高，结电容越小。

Diode capacitance as a function of reverse voltage; typical values.

2.5. 正向电流和环境温度的关系

该项测试是在FR4 PCB下得出的结果，当环境温度超过25℃之后，二极管容许通过的最大电流值会减小。这条曲线也是一个重要的降额曲线。虽然前面给出了最大正向电流为200mA,但实际我们需要根据实际情况对该二极管进行降额使用。

Maximum forward current as a function of ambient temperature; derating curve

2.6 反向电压和环境温度的关系

类似的，反向电压也受温度的影响。当环境温度超过100℃，二极管能承受能的最大反向电压开始降低。（注意，该反向电压为二极管受到的持续反向电压）。

Maximum continuous reverse voltage as a function of the ambient temperature