片式二極管【SMD Diode】全稱:片式晶體二極管,也稱為:貼片二極管。
二極管與三極管一樣屬于最基礎的片式半導體器件,其最重要的性質就是單向導電特性。半導體是一種特殊性質的物質,它不像導體一樣可以導電,也不像絕緣體那樣不 能導電,而是介于二者之間,所以稱之為半導體,在半導體中有二種最重要的元素就是硅和鍺,晶體二極管根據所用的半導體材料,可分為鍺二極管(Ge管)和硅 二極管(Si管)。
貼片二極管按照不同功能和用途可分為貼片式開關二極管、變容二極管、穩壓片式二極管、整流片式二極管 、肖特基片式二極管、瞬變抑制二極管、發光二極管等。目前國內貼片二極管主要生產廠家包括風華高科(FH)和江蘇長電科技JCST等。國外二極管品牌包括VISHAY(威世)、ST(意法半導體)、東芝 、AVAGO(安華高)等,目前在常規用途和封裝方面,國內二極管品牌與國外知名品牌相比沒有明顯差距。
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開關二極管
開關二極管是半導體二極管的一種,是為在電路上進行"開"、"關"而特殊設計制造的一類二極管。它由導通變為截止或由截止變為導通所需的時間比一般二極管短,常用型號為1N4148等。
開關二極管從截止(高阻狀態)到導通(低阻狀態)的時間叫開通時間;從導通到截止的時間叫反向恢復時間;兩個時間之和稱為開關時間。一般反向恢復時間大于開通時間,故在開關二極管的使用參數上只給出反向恢復時間。
開關二極管具有開關速度快、體積小、壽命長、可靠性高等特點,廣泛應用于電子設備的開關電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動控制電路中。
變容二極管
變容二極管(Varactor Diodes)又稱"可變電抗二極管"。是一種利用PN結電容(勢壘電容)與其反向偏置電壓Vr的依賴關系及原理制成的二極管。當外加順向偏壓時,有大量電流產生,PN(正負極)接面的耗盡區變窄,電容變大,產生擴散電容效應;當外加反向偏壓時,則會產生過渡電容效應。但因加順向偏壓時會有漏電流的產生,所以在應用上均供給反向偏壓。在高頻調諧、通信等電路中作可變電容器使用。反向偏壓越高,結電容則越少,反向偏壓與結電容之間的關系是非線性的。
貼片穩壓二極管/齊納二極管
穩壓二極管(又叫齊納二極管)是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上,反向電阻降低到一個很小的數值,在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恒定,穩壓二極管是根據擊穿電壓來分檔的。因為這種特性,穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。
參數:(1)穩定電壓;(2)電壓溫度系數;(3)動態電阻;(4)穩定電流 ,最大、最小穩定電流;(5)最大允許功耗。
特點:被擊穿后,其兩端的電壓基本保持不變。當把穩壓管接入電路以后,若由于電源電壓發生波動,或其它原因造成電路中各點電壓變動時,負載兩端的電壓將基本保持不變。
兩個穩壓二極管反向串聯的作用:1、經常在功率較大的放大電路,功率管的基極b與發射極e即發射結并聯兩個反向的二極管,這是通過對發射結輸入電流的分流作用而起保護作用;2、兩個二極管反向串聯后對與之并聯的電路可起過壓保護作用,當電路過壓時,二極管首先擊穿短路;
貼片整流二極管
整流二極管英文全稱rectifier diode,一般為平面型硅二極管,用于各種電源整流電路中,是一種用于將交流電轉變為直流電的半導體器件。整流二極管具有明顯的單向導電性,可用半導體鍺或硅等材料制造。硅整流二極管的擊穿電壓高,反向漏電流小,高溫性能良好。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造(摻雜較多時容易反向擊穿)。這種器件的結面積較大,能通過較大電流(可達上千安),但工作頻率不高,一般在幾十千赫以下,主要用于各種低頻半波整流電路,如需達到全波整流需連成整流橋使用。
選用:選用整流二極管時,主要應考慮其最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢復時間等參數。普通串聯穩壓電源電路中使用的整流二極管,對截止頻率的反向恢復時間要求不高,只要根據電路的要求選擇最大整流電流和最大反向工作電流符合要求即可。開關穩壓電源的整流電路及脈沖整流電路中使用,應選用工作頻率較高、反向恢復時間較短的整流二極管或選擇快恢復二極管。
主要參數:
(1)最大平均整流電流IF:指長期工作時允許通過的最大正向平均電流。該電流由PN結的結面積和散熱條件決定。使用時應注意通過二極管的平均電流不能大于此值,并要滿足散熱條件。例如1N4000二極管的IF為1A。
(2)最高反向工作電壓VR:指二極管兩端允許施加的最大反向電壓。若大于此值,則反向電流(IR)劇增,單向導電性被破壞,從而引起反向擊穿。通常取反向擊穿電壓(VB)的一半作為(VR)。例如1N4001的VR為50V,1N4002-1n4006分別為100V、200V、400V、600V和800V,1N4007的VR為1000V
(3)最大反向電流IR:最高反向工作電壓下允許流過的反向電流,此參數反映了單向導電性能的好壞。因此這個電流值越小,表明質量越好。
(4)擊穿電壓VR:指二極管反向伏安特性曲線急劇彎曲點的電壓值。反向為軟特性時,則指給定反向漏電流條件下的電壓值。
(5)最高工作頻率fm:正常情況下的最高工作頻率。主要由PN結的結電容及擴散電容決定,若工作頻率超過fm,則二極管的單向導電性能將不能很好地體現。例如1N4000系列二極管的fm為3kHz。
(6)反向恢復時間tre:指在規定的負載、正向電流及最大反向瞬態電壓下的反向恢復時間。
(7)零偏壓電容CO:指兩端電壓為零時,擴散電容及結電容的容量之和。值得注意的是,由于制造工藝的限制,即使同一型號的二極管其參數的離散性也很大。手冊中給出的參數往往是一個范圍,若測試條件改變,則相應的參數也會發生變化,例如在25°C時測得1N5200系列硅塑封整流二極管的IR小于10uA,而在100°C時IR則變為小于500uA。
整流二極管代換需要注意的問題:
整流二極管損壞后,可以用同型號的整流二極管或參數相販其它型號代換。通常,高耐壓值(反向電壓)的整流二極管可以代換低耐壓值的整流二極管,而低耐壓值的整流二極管不能代換高耐壓值的整流二極管。整流電流值高的二極管可以代換整流電流值低的二極管,而整流電流值低的則不能代換整流電流值高的二極管。
貼片肖特基二極管
肖特基二極管英文全稱為SchottkyBarrierDiode,常常簡稱為SBD,不是利用P型半導體與N型半導體接觸形成PN結原理制作的,而是利用金屬與半導體接觸形成的金屬-半導體結原理制作的,因此也被稱為金屬-半導體(接觸)二極管或表面勢壘二極管或肖特基勢壘二極管,它是一種熱載流子二極管。
肖特基二極管特性:低功耗、大電流、超高速半導體器件。其反向恢復時間極短(可以小到幾納秒),正向導通壓降僅0.4V左右,而整流電流卻可達到幾千毫安。這些優良特性是快恢復二極管所無法比擬的。中、小功率肖特基整流二極管大多采用封裝形式。但其反向擊穿電壓比較低,大多不高于60V,最高僅約100V,以致于限制了其應用范圍。像在開關電源(SMPS)和功率因數校正(PFC)電路中功率開關器件的續流二極管、變壓器次級用100V以上的高頻整流二極管、RCD緩沖器電路中用600V~1.2kV的高速二極管以及PFC升壓用600V二極管等,只有使用快速恢復外延二極管(FRED)和超快速恢復二極管(UFRD)。肖特基二極管封裝:分為有引線和表面安裝(貼片式)兩種安裝形式。 采用有引線式封裝通常作為高頻大電流整流二極管、續流二極管或保護二極管使用。它有單管式和對管(雙二極管)式兩種封裝形式。肖特基對管又有共陰(兩管的負極相連)、共陽(兩管的正極相連)和串聯(一只二極管的正極接另一只的負極)三種管腳引出方式。
采用表面封裝的肖特基二極管有單管型、雙管型和三管型等多種封裝形式,有A~19種管腳引出方式
貼片瞬變抑制二極管(臺灣佑風)
瞬態抑制二極管(TVS,Transient Voltage Suppressors)又稱為瞬變二極管,一種高品質的突波吸收器,是目前國際上普遍使用的一種高效能電路保護器件,它的外型與普通二極管相同,但卻能吸收高達數千瓦的浪涌功率。
主要特點:并聯在電路中,在反向應用條件下,當承受一個高能量的大脈沖時,其工作阻抗立即降至極低的導通值,從而允許大電流通過,同時把電壓箝制在預定水平,其響應時間僅為10-12毫秒,因此可有效地保護電子線路中的精密元器件。 在電路中產生瞬態電壓時,TVS利用雪崩原理,以P秒級的反應速度瞬間起到分流限壓作用、從而保護負載不被損壞應用領域:廣泛應用于通信、電腦,、儀器儀表、汽車電子、開關電源、防雷及樓宇安防產品。