二极管的参数有哪些？

⼆极管的参数有哪些？
⼆极管的参数有哪些？
常规参数：正向压降、反向击穿电压、连续电流、反向漏电等；
交流参数：开关速度、反向恢复时间、截⽌频率、阻抗、结电容等；
极限参数：最⼤耗散功率、⼯作温度、存贮条件、最⼤整流电流等。

常规参数
正向导通压降
压降：⼆极管的电流流过负载以后相对于同⼀参考点的电势（电位）变化称为电压降，简称压降。

导通压降：⼆极管开始导通时对应的电压。

正向特性：在⼆极管外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很⼩，不⾜以克服PN 结内电场的阻挡作⽤，正向电流⼏乎为零。

当正向电压⼤到⾜以克服PN结电场时，⼆极管正向导通，电流随电压增⼤⽽迅速上升。

反向特性：外加反向电压不超过⼀定范围时，通过⼆极管的电流是少数载流⼦漂移运动所形成反向电流。

由于反向电流很⼩，⼆极管处于截⽌状态。

反向电压增⼤到⼀定程度后，⼆极管反向击穿。

正向导通压降与导通电流的关系
在⼆极管两端加正向偏置电压时，其内部电场区域变窄，可以有较⼤的正向扩散电流通过PN 结。

只有当正向电压达到某⼀数值(这⼀数值称为“门槛电压”，锗管约为0.2V，硅管约为0.6V)以后，⼆极管才能真正导通。

但⼆极管的导通压降是恒定不变的吗?它与正向扩散电流⼜存在什么样的关系?通过下图1的测试电路在常温下对型号为SM360A的⼆极管进⾏导通电流与导通压降的关系测试，可得到如图2所⽰的曲线关系：正向导通压降与导通电流成正⽐，其浮动压差为0.2V。

从轻载导通电流到额定导通电流的压差虽仅为0.2V，但对于功率⼆极管来说它不仅影响效率也影响⼆极管的温升，所以在价格条件允许下，尽量选择导通压降⼩、额定⼯作电流较实际电流⾼⼀倍的⼆极管。

图1：⼆极管导通压降测试电路。

图2：导通压降与导通电流关系。

正向导通压降与环境的温度的关系
在我们开发产品的过程中，⾼低温环境对电⼦元器件的影响才是产品稳定⼯作的最⼤障碍。

环境温度对绝⼤部分电⼦元器件的影响⽆疑是巨⼤的，⼆极管当然也不例外，在⾼低温环境下通过对SM360A的实测数据表1与图3的关系曲线可知道：⼆极管的导通压降与环境温度成反⽐。

在环境温度为-45℃时虽导通压降最⼤，却不影响⼆极管的稳定性，但在环境温度为75℃时，外壳温度却已超过了数据⼿册给出的125℃，则该⼆极管在75℃时就必须降额使⽤。

这也是为什么开关电源在某⼀个⾼温点需要降额使⽤的因素之⼀。

表 1：导通压降与导通电流测试数据。

图3 ：导通压降与环境温度关系曲线。

最⼤整流电流IF
是指⼆极管长期连续⼯作时，允许通过的最⼤正向平均电流值，其值与PN结⾯积及外部散热条件等有关。

因为电流通过管⼦时会使管芯发热，温度上升，温度超过容许限度（硅管为141左右，锗管为90左右）时，就会使管芯过热⽽损坏。

所以在规定散热条件下，⼆极管使⽤中不要
超过⼆极管最⼤整流电流值。

例如，常⽤的IN4001－4007型锗⼆极管的额定正向⼯作电流为
1A。

最⾼反向⼯作电压Udrm
加在⼆极管两端的反向电压⾼到⼀定值时，会将管⼦击穿，失去单向导电能⼒。

为了保证使⽤安全，规定了最⾼反向⼯作电压值。

例如，IN4001⼆极管反向耐压为50V，IN4007反向耐压为1000V。

反向电流Idrm
反向电流是指⼆极管在常温（25℃）和最⾼反向电压作⽤下，流过⼆极管的反向电流。

反向电流越⼩，管⼦的单⽅向导电性能越好。

值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系，⼤约温度每升⾼10℃，反向电流增⼤⼀倍。

例如2AP1型锗⼆极管，在25℃时反向电流若为250uA，温度升⾼到35℃，反向电流将上升到500uA，依此类推，在75℃时，它的反向电流已达8mA，不仅失去了单⽅向导电特性，还会使管⼦过热⽽损坏。

⼜如，2CP10型硅⼆极管，25℃时反向电流仅为5uA，温度升⾼到75℃时，反向电流也不过160uA。

故硅⼆极管⽐锗⼆极管在⾼温下具有较好的稳定性。

外加反向电压不超过⼀定范围时，通过⼆极管的电流是少数载流⼦漂移运动所形成反向电流。

由于反向电流很⼩，⼆极管处于截⽌状态。

这个反向电流⼜称为反向饱和电流或漏电流，⼆极管的反向饱和电流受温度影响很⼤。

⼀般硅管的反向电流⽐锗管⼩得多，⼩功率硅管的反向饱和电流在nA数量级，⼩功率锗管在µA 数量级。

温度升⾼时，半导体受热激发，少数载流⼦数⽬增加，反向饱和电流也随之增加。

⼆极管漏电流与反向电压的关系
在⼆极管两端加反向电压时，其内部电场区域变宽，有较少的漂移电流通过PN结，形成我们所说的漏电流。

漏电流也是评估⼆极管性能的重要参数，⼆极管漏电流过⼤不仅使其⾃⾝温升⾼，对于功率电路来说也会影响其效率，不同反向电压下的漏电流是不同的，关系如图4所⽰：反向电压愈⼤，漏电流越⼤，在常温下肖特基管的漏电流可忽略。

图4：反向电压与漏电流关系曲线。

⼆极管漏电流与环境温度的关系
其实对⼆极管漏电流影响最⼤的还是环境温度，下图5是在额定反压下测试的关系曲线，从中可以看出：温度越⾼，漏电流越⼤。

在75℃后成直线上升，该点的漏电流是导致⼆极管外壳在额定电流下达到125℃的两⼤因素之⼀，只有通过降额反向电压和正向导通电流才能降低⼆极管的⼯作温度。

图5：漏电流与环境温度关系曲线。

电压温度系数αuz
αuz指温度每升⾼⼀摄⽒度时的稳定电压的相对变化量。

uz为6v左右的稳压⼆极管的温度稳定性较好
最⼤额定值——极限参数
最⼤反向峰值电压VRM
即使没有反向电流,只要不断地提⾼反向电压,迟早会使⼆极管损坏。

这种能加上的反向电压,不是瞬时电压,⽽是反复加上的正反向电压。

因给整流器加的是交流电压,它的最⼤值是规定的重要因⼦。

最⼤直流反向电压VR
上述最⼤反向峰值电压是反复加上的峰值电压,VR是连续加直流电压时的值。

⽤于直流电路,最⼤直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的。

　
最⼤浪涌电流Isurge
允许流过的过量的正向电流。

它不是正常电流,⽽是瞬间电流,这个值相当⼤。

　
最⼤平均整流电流IO
在半波整流电路中,流过负载电阻的平均整流电流的最⼤值。

这是设计时⾮常重要的值。

　
最⼤交流输⼊电压VI
在半波整流电路(电阻负荷)上加的正弦交流电压的有效值。

这也是选择整流器时⾮常重要的参数。

最⼤峰值正向电流IFM 正向流过的最⼤电流值,这也是设计整流电路时的重要参数。

最⼤功率P
⼆极管中有电流流过,就会吸热,⽽使⾃⾝温度升⾼。

最⼤功率P为功率的最⼤值。

具体讲就是加在⼆极管两端的电压乘以流过的电流。

这个极限参数对稳压⼆极管,可变电阻⼆极管显得特别重要。

反向电流IR
⼀般说来,⼆极管中没有反向电流流过,实际上,加⼀定的反向电压,总会有电流流过,这就是反向电流。

不⽤说,好的⼆极管,反向电流较⼩。

反向恢复时间tre
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。

从正向电压变成反向电压时,理想情况是电流能瞬时截⽌,实际上,⼀般要延迟⼀点点时间。

决定电流截⽌延时的量,就是反向恢复时间。

虽然它直接影响⼆极管的开关速度,但不⼀定说这个值⼩就好。

IF— 最⼤平均整流电流。

指⼆极管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。

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.
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。

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。

交流参数
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，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。

我们知道⼆极管具有容易从P型向N型半导体通过电流,⽽在相反⽅向不易通过的的特性。

这两种
特性合起来就产⽣了电容器的作⽤,即蓄积电荷的作⽤。

蓄积有电荷,当然要放电。

放电可以在任何⽅向进⾏。

⽽⼆极管只在⼀个⽅向有电流流过这种说法,严格来说是不成⽴的。

这种情况在⾼频时就明显表现出来。

因此,⼆极管的极电容以⼩为好。

动态电阻Rd
⼆极管特性曲线静态⼯作点Q附近电压的变化与相应电流的变化量之⽐。

最⾼⼯作频率Fm
Fm是⼆极管⼯作的上限频率。

因⼆极管与PN结⼀样，其结电容由势垒电容组成。

所以Fm的值主要取决于PN结结电容的⼤⼩。

若是超过此值。

则单向导电性将受影响。

⼆极管反向恢复时间
如图6所⽰，⼆极管的反向恢复时间为电流通过零点由正向转换成反向，再由反向转换到规定低值的时间间隔，实际上是释放⼆极管在正向导通期间向PN结的扩散电容中储存的电荷。

反向恢复时间决定了⼆极管能在多⾼频率的连续脉冲下做开关使⽤，如果反向脉冲的持续时间⽐反向恢复时间短，则⼆极管在正向、反向均可导通就起不到开关的作⽤。

PN结中储存的电荷量与反向电压共同决定了反向恢复时间，⽽在⾼频脉冲下不但会使其损耗加重，也会引起较⼤的电磁⼲扰。

所以知道⼆极管的反向恢复时间正确选择⼆极管和合理设计电路是必要的，选择⼆极管时应尽量选择PN结电容⼩、反向恢复时间短的，但⼤多数⼚家都不提供该参数数据。

图6：⼆极管恢复时间⽰意图。

（来源：硬件⼗万个为什么；责编：Jenny Liao）。