ROHM 二极管知识

ROHM 二极管知识
一、二极管的故事
简单的介绍一下二极管的历史和原理。

1. 真空管以前・・・
发现二极真空管里有整流特性和爱迪生效果是1884年。

其实在这8年之前的1876年已发现了硒的整流作用。

利用半导体特性实现整流效果的二极管的历史十分古老。

但比真空管还要古老是稍微意外吧。

2. 鍺，接下来硅
当初原始的二极管-硒整流器和矿产检波器是，使用黄铁矿和方铅矿等天然亚酸化铜(多结晶半导体)。

其后，经过精炼技术的进步，转移到了鍺，硅等高感度稳定生产的单结晶半导体的时代。

鍺对热特性弱，现在几乎都使用硅。

3. 从PN结合诞生的整流效果
二极管素子是PN结合的构造。

P形半导体端的端子叫阳极，N形半导体端的端子叫做阴极。

电流只能从阳极流到阴极，从阴极到阳极几乎没有电流流过。

这个效果叫整流效果，换句话说，就是把交流变换直流的作用。

二极管模式图
二极管图记号
4. 二极管就是开关
二极管的作用直说就是开关，电流的开关。

把电流用水流比喻的话，阳极是上流，阴极是下流，水从上流到下流能流下去，就是说电流能流下去，但从下流不能流到上流。

这就是二极管的整流作用。

●电能流下去(顺方向) ●电不能流下去(反方向)
5.顺方向特性和逆方向特性
二极管有阳极和阴极两个端子，阳极(+)，阴极(-)。

从阳极到阴极流过电流时的特性叫做顺方向特性，例VF，IF。

相反，从阳极(-)向阴极(+)加电流时，二极管基本上无电流流过，这时的特性叫做逆方向特性，例VR，IR等逆方向特性。

6.结合构造也有多样
二极管的接合构造现在大有PN结合
和肖特基形。

前者是半导体和半导体结合，
细分有扩散接合形和台地形。

后者是半导体
和金属之间发生的效果。

结合这个语言通常
不在二极管里表现。

在这里为了容易理解分
列在这里。

现在，实现小功耗高速性的肖特
基接合形被注目，我公司积极地推进SBD
的系列化。

二、.二极管的概略
二极管有按使用回路的功能和制品的大小所要求形状的两种分类。

麻烦的是这两种分类没有直接关连，所以经常要把两种同时放在脑里。

可以理解为基本的功能加上各种各样的形状来补充。

1.按频率来分类
二极管最基本的分类
齐纳二极管(定电压二极管)
齐纳二极管是在逆方向加电压时发生的齐纳效果而发生的定电压二极管，也称为定电压二极管。

用于定电压回路等需要标准电压的回路。

关于齐纳二极管的功能
齐纳二极管，通常与电阻器串连使用。

这
时，E=R-IZ(R两端的电压)+VZ(齐纳电压)成立。

换句话来说，电源电压E变动，齐纳电压VZ
不变（但一定要E〉VZ），这时E和VZ之间
的电压差发生在R的两端。

肖特基势垒二极管
拥有高频率和通用频率两种。

肖特基势垒二极管
N形半导体直接加肖特基电极，在金属和半导体的接触面里，利用阻止流逆方向电压的二极管叫做肖特基势垒二极管。

有高频用和一般用两种.高频多用于UHF，和高速开关。

另一方一般整流用肖特基势垒二极管是比一般整流二极管顺方向电压小，不能逆方向耐压(现在100V-200V为止)。

用于低电压大电流的电源整流，或用于恢复时间短高频整流开关电源。

开关二极管
利用PN结合的整流性，主要用于回路的ON，OFF开关的二极管。

一般开关二极管含肖特基势垒二极管和波段开关二极管，可在我公司把这些作为独立的系列。

我公司所指的开关二极管是一般使用的小信号用开关二极管。

用于检波，变调，开关，混合等。

二极管的总生产量的约一半是开关二极管，在市场上我公司占第一位。

整流二极管
一般指平均整流电流超过1A以上，用于电源的整流回路的二极管。

从小功率到大功率种类很多，封装丰富。

生产最多的是小功率1A产品，占整流二极管的70%。

为什么是整流效果？
从阳级向P领域加（+），从阴级向N领域加（-）电压时，N领域的电子被P领域吸引，同时P领域的空孔也被N领域的空孔吸引。

结果PN结合面不能阻挡电子和空孔，电流会顺利的流下去。

相反从阳级向P领域加（-），从阴级想N领域加（+）电压时，P领域的（-）电极集中，同样N领域的电子也被(+)电极吸引，就是说PN结合面几乎不存在电子和空孔，电流不流过。

●PN接合(顺方向) ●PN接合(逆方向)
波段开关二极管
波段开关二极管是为一般小信号二极管高频用而开发的。

因为用于高频调谐器的频数。

2.按构造来分类
按素子构造来分类，主要分为现在主流的Planar形和耐高压的台地形。

Planar形
现在最常用的半导体结合的方法，在硅基板上形成
氧化膜，在必要的地方开孔把不纯物扩散结合。

硅氧化膜有不容易把不纯物扩散的特性。

所以能在
必要的地方结合。

另外硅基板表面形成的结合部分，被这个氧化膜来保护，对从外部来的污染有强的功能。

※扩散结合形(PN结合形)
把不纯物热扩散到硅半导体里，形成叫做P形，N形的不纯物扩散领域。

这个结合部产生叫做电位墙壁的墙壁，
※肖特基势垒形
利用金属与半导体结合时产生的电位墙壁的叫做肖特基垫垒形。

很久以前就知金属和半导体接触时拥有整流特性，但理论说明的人是Mr.Shotoky，因此这个构造的起名为肖特基垫垒。

和PN形来比，恢复时间快，所以高频的整流效果非常好，还有顺方向电压也低，功耗也少，所以广泛用于高频整流。

台地形
结合部像富士山，这个构造的逆电压(VR)容易变大，多用
于整流二极管。

耐压容易做大，但相反与Planar形相比逆
电流也变大，我公司的整流二极管是这个构造。

3.按顺电流大小来分
按顺方向电流大小来分，IF未满1A的叫做小信号二极管，1A以上的叫做中功率/大功率二极管。

4.按集聚性来分
我公司的强点是二极管排列，是指二极管集聚的复合二极管。

最近我公司充实齐纳二极管，肖特基二极管的复合品等丰富系列。

5.形状来分
封装，实际安装形状，二极管有各种各样的形装．大体分为插件形和贴片形。

市场数年前开始贴片成为主流，我公司也拥有充实的贴片形系列。

三、.二极管问答
何谓绝对最大额定值？
半导体器件必然规定了它的绝对最大额定值，它是「即使瞬时也不允许超过的极限值；而在规定有2项以上规格值时无论哪2项都不允许同时达到的极限值」（JIS7032规定）。

如果瞬时超过此绝对最大额定值，器件就可能会立即退化或损坏；或者此后即使正常工作也容易受损伤而缩短它的寿命。

所以，在进行系统设计时哪一项最大额定值都不要超过。

What is Io (Average Rectified Current) ?
Io is the average rectified current at 60Hz AC. The absolute maximum ratings is included it in the data sheets.
大部分二极管规格表上记载有平均整流电流，而在DC情况下电流会达到多少A？
各种产品的主页上都记载有如下图所示的Io-Ta特性曲线图、Io-Tc特性曲线图，可以参考其中给出的数据。

但请注意，它会因安装的电路板、外加电压波形、环境温度等条件而异。

流过齐纳二极管的容许损耗是多大？
齐纳二极管各产品的主页上有如下面所示的图，图中有记载。

例如，如果所使用的产品是UDZS系列，在环境温度25℃条件下是200mW，而在87.5℃条件下是100mW。

但请注意，容许损耗因安装的电路板不同而有所不同。

何谓热阻：Rth？
是硅元件的PN结（或肖特基结）上产生的热散发出去的热阻值。

Rth(j-a)代表从结部到环境的热阻值；Rth(j-c)代表从结部到管壳的热阻值；Rth(j-l)代表从结部到引脚的热阻值。

在主页上，各种产品都登载有如下图所示的特性曲线，可以从其中找到使用时的结温Tj。

但请注意，这个热阻值会因电路板、焊接点图形的大小、材质等而异。

弯曲加工引脚时有哪些注意事项？
弯曲加工引脚时，请如下图所示预先夹住引脚在器件主体不受约束的自由状态下弯曲。

但是，要避免将引脚弯曲90度以上，而且不要反复弯曲。

二极管也可以采用回流焊安装吗？
所有表面贴装产品都可以采用回流焊。

安装条件等具体内容可以查阅各种产品的说明书。

而插件产品有双列直插式封装条件，可参照执行。

二极管也可以用人工焊接吗？
所有产品都可以。

但是，焊接的温度条件因封装而有所不同，所以请认真阅读各种产品的说明书。

晶体管/二极管产品有MSDS（SDS）吗？
由于晶体管、二极管产品属于固体，因此MSDS的制作及提供在本产品中不适用。