選擇二極管時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注哪些參數(shù)？

①TVS管有幾種關(guān)鍵電壓？之間啥關(guān)系？

②TVS管和穩(wěn)壓管有哪些區(qū)別？尤其第3條！

③TVS管如何選型？

④干貨！TVS管的功率計(jì)算與選型+贈(zèng)書福利

⑤TVS管選型-技能進(jìn)階，特別是第2條！

關(guān)于TVS管的內(nèi)容，先暫時(shí)聊到這里，今天聊聊二極管吧。其實(shí)網(wǎng)上關(guān)于二極管的文章很多，搬來(lái)搬去，內(nèi)容都差不多，只把內(nèi)容“再收集”一下。昨天我也一直在想，怎么才能寫出點(diǎn)自己的東西，但發(fā)現(xiàn)很難跳出圈。既然我們是寫面試題的，還是以實(shí)際面試為切入點(diǎn)。

一道面試題

照例，先拋出來(lái)一道面試題：我們?cè)谶x擇二極管時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注哪些參數(shù)？

這道題，比較偏基礎(chǔ)應(yīng)用，考察應(yīng)屆生的基礎(chǔ)最合適不過，所以面試中標(biāo)率很高。回答這個(gè)問題，不需要花哨的邏輯和技巧，只需要把積累的知道倒出來(lái)即可。但是如果你能稍微拓展一下，可能會(huì)讓面試官眼前一亮。

二極管的定義

二極管，Diode，看到百度百科給出的定義：

二極管是用半導(dǎo)體材料(硅、硒、鍺等)制成的一種電子器件。它具有單向?qū)щ娦阅?。給正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通。給反向電壓時(shí)，二極管截止。

說(shuō)簡(jiǎn)單些，就是PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)具體的空穴、載流子、漂移和擴(kuò)展，就放一張圖，這里不作展開，自行腦補(bǔ)。

二極管關(guān)鍵參數(shù)

說(shuō)到二極管的參數(shù)，為了避免通篇的文字描述，同時(shí)增強(qiáng)工程應(yīng)用性，我們就拿一個(gè)實(shí)際的二極管做說(shuō)明。

以哪個(gè)二極管為例呢？不知道。

去Nexpria官網(wǎng)看看，發(fā)現(xiàn)二極管有齊納二極管、開關(guān)二極管、肖特基二極管、整流二極管等這么幾種。在整流二極管里面隨便找一個(gè)好了。注意：這里并不是說(shuō)二極管只有這幾種，而是這幾種相對(duì)重要。

為啥在“整流二極管”里面選呢？這個(gè)問題，留給屏幕前的你。

選擇“恢復(fù)整流管”，選擇“產(chǎn)品”，彈出如下界面，我們隨機(jī)選擇PNE20010ER。對(duì)的，確實(shí)是隨機(jī)！

其實(shí)我完全可以直接拿一個(gè)Datasheet過來(lái)講，但為什么我要講從獲取規(guī)格書的過程？我想傳遞的是，授人以魚不如授人以漁。我要講的不止是幾個(gè)參數(shù)，更多的是一整套的獲取和分析方法。

打開Datasheet中，首頁(yè)看到一個(gè)表格，如下圖，里面有If、Vr、Vf、Ir。

If：Forward Current，最大正向(工作)電流，表征允許通過的最大正向平均電流；

Vr：Reverse Voltage，最大反向(工作)電壓，表征所能承受的最大反向電壓；

Vf：Forward Voltage，正向壓降，表征正向?qū)〞r(shí)二極管兩端的電壓。通常說(shuō)明Vf時(shí)需要備注對(duì)應(yīng)的If，如上圖@If=1A；

Ir：Reverse Current，二極管在未擊穿時(shí)的反向電流，也就是我們常說(shuō)的二極管的漏電流(Leakage Current)。注意說(shuō)Ir時(shí)也需要備注對(duì)應(yīng)的Vr，如上圖@Vr=200V。

有些小伙伴可能會(huì)提到怎么沒有擊穿電壓Vbr？別著急。

在上面表格中看到Vr最大值為200V，是從反向不擊穿維度。我們換一個(gè)角度，從擊穿維度來(lái)看，最小擊穿電壓Vbr為200V，從page5的Table 7也可以得到驗(yàn)證。

于是可以得出，Vbr：Breakdown Voltage，最小擊穿電壓，近似約等于最大反向電壓Vr。

二極管的關(guān)鍵參數(shù)，差不多就這些，還有么？

如果你認(rèn)為這樣就完事了，那只能說(shuō)明你理解的還不夠。

二極管動(dòng)態(tài)特性-Cd

上面小節(jié)說(shuō)的If、Vr、Vf、Ir，分別體現(xiàn)了二極管的不同特性。我們可以用一張圖同時(shí)體現(xiàn)，如下圖所示。但我想說(shuō)的是，它們之所以可以用一張圖同時(shí)體現(xiàn)，是因?yàn)樗鼈兌加幸粋€(gè)共同特點(diǎn)：屬于二極管的靜態(tài)特性。

(圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò))

那二極管有動(dòng)態(tài)特性么？當(dāng)然！

細(xì)心的小伙伴，在Datasheet的Table 7上觀察到Cd和Trr，這兩個(gè)就是。

Cd：極間電容，是反映二極管中PN結(jié)電容效應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù)。在高頻電路或開關(guān)電路中必須考慮Cd的影響。

只是單純地說(shuō)Cd，并沒有什么意思，我想很多小伙伴都知道二極管存在電容。但我想表達(dá)Cd和勢(shì)壘電容的關(guān)系。

學(xué)過模電的小伙伴，應(yīng)該知道二極管PN結(jié)的電容效用包括擴(kuò)散電容和勢(shì)壘電容，有如下關(guān)系式：

①當(dāng)PN結(jié)正偏時(shí)，P區(qū)的電子和N區(qū)的空穴隨著正向電壓的增加而增加，擴(kuò)散電容較大，此時(shí)擴(kuò)散電容起主要作用，而勢(shì)壘電容較小，可以忽略；

②當(dāng)PN結(jié)反偏時(shí)，勢(shì)壘區(qū)隨著外部反向電壓Vr的增加而增寬，隨著Vr減小而變窄。此時(shí)PN結(jié)表現(xiàn)出的電容效應(yīng)主要是勢(shì)壘電容，其主導(dǎo)作用。

（關(guān)于擴(kuò)散電容和勢(shì)壘電容的內(nèi)容不做展開，感興趣的小伙伴可自行腦補(bǔ)模電基礎(chǔ)）

細(xì)心的小伙伴，會(huì)看到上圖中Cd的測(cè)試條件“Vr=4V,f=1MHz”，是反向偏置電壓，信號(hào)頻率1MHz條件測(cè)的（貌似這是行業(yè)規(guī)范，再換一份規(guī)格書，也是這么測(cè)試的）。按照上面說(shuō)的，PN結(jié)反偏時(shí)勢(shì)壘電容主導(dǎo)。此時(shí)Datasheet上的Cd實(shí)際上是勢(shì)壘電容，跟擴(kuò)散電容關(guān)系不大。

二極管動(dòng)態(tài)特性-Trr

上面說(shuō)完了Cd和勢(shì)壘電容的關(guān)系，那擴(kuò)散電容呢？就妥妥地被拋棄了？

當(dāng)然沒有，這不是還有Trr么！

Trr：Reverse Revcoery Time，反向恢復(fù)時(shí)間。

定量來(lái)看，是從PN結(jié)電壓反偏開始到二極管電流回落到反向恢復(fù)電流Irm的1/10所需要的時(shí)間。

定性來(lái)看，反向恢復(fù)時(shí)間是由電荷存儲(chǔ)效應(yīng)引起。Trr就是PN結(jié)在正向?qū)ㄆ骷鎯?chǔ)的電荷消耗掉所需要的時(shí)間。而正向?qū)ㄆ骷鎯?chǔ)的電荷正是受PN結(jié)正偏期間所積累的擴(kuò)散電容的影響。即：反向恢復(fù)時(shí)間Trr與擴(kuò)散電容強(qiáng)相關(guān)。

(圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò))

講完了Trr和擴(kuò)散電容的關(guān)系，再說(shuō)下Trr有什么用？

直白些，就是Trr越小，二極管在遇到交流信號(hào)時(shí)恢復(fù)到正常狀態(tài)的時(shí)間越短。這樣在高頻電路或開關(guān)電路中，就有很好的應(yīng)用場(chǎng)景。這也是為什么有一類二極管叫快恢復(fù)二極管(FRD)，Trr可以做幾十納秒；還有一種二極管叫肖特基二極管(SBD)，Trr可以做到幾納秒。

總結(jié)

聊到這里，今天要和大家聊的內(nèi)容也差不多了。今天寫了2500字，我們簡(jiǎn)單梳理下。

今天聊的問題是：我們?cè)谶x擇二極管時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注哪些參數(shù)？

其實(shí)回答起來(lái)也簡(jiǎn)單，概括起來(lái)就兩句話：

①靜態(tài)特性：If、Vr、Vf、Ir；

②動(dòng)態(tài)特性：Cd、Trr。

但如果只回答這些，顯得有些單薄。如果知識(shí)儲(chǔ)備足夠的話，可以適當(dāng)擴(kuò)展，這樣可以帶給面試官一些意外收獲。比如，你可以聊聊：

③Vr和Vbr的關(guān)系；

④靜態(tài)特性所對(duì)應(yīng)的曲線及各自所在位置；

⑤Cd通常的測(cè)試條件及與勢(shì)壘電容的關(guān)系；

⑥Trr的定量分析和定性分析；

⑦Trr與擴(kuò)散電容的關(guān)系及Trr的作用；

等等這些，都是你自由發(fā)揮的切入點(diǎn)。不需要都講，只需要從③-⑦里面挑出來(lái)兩條做擴(kuò)展，我覺得就已經(jīng)可以加分。

怎么樣？一個(gè)簡(jiǎn)短的問題，給出的回答可淺可深。我的助攻只能到這里，能否晉升到陸地神仙境，一劍開天門，就看你的造化了！

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