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开关转换迅捷、功耗低的二极管——肖特基二极管简介

最近一段时间,重新拾起康华光老先生编辑的《电子技术基础》(第七版)这本书,将电力电子上经常用到的二极管、增强型NMOS管

最近一段时间,重新拾起康华光老先生编辑的《电子技术基础》(第七版)这本书,将电力电子上经常用到的二极管、增强型NMOS管、双极型三极管、运放等电子器件的原理进行学习,对电子电路的分析受益匪浅。

其中,关于肖特基二极管的介绍,让我对这种电子元件有了新的认识,这种元件正向导通压降低,功耗小,开关转换时间短,是作为开关的理想选择。下面就这种管子的选型、焊接、应用、注意事项等方面略谈一二:

肖特基二极管概述

肖特基二极管(Schottky Diode)是一种热载流子二极管,它是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的。与普通二极管相比,它具有开关速度快、正向压降小等特点。

贴片型肖特基二极管

使用方法及要点

1. 电路设计中的选型

● 正向电流(IF):需要根据电路中预计通过二极管的最大电流来选择。例如,在一个电源整流电路中,如果负载需要的最大电流是2A,那么就应该选择正向电流额定值大于2A的肖特基二极管,一般会留有一定的余量,可选额定正向电流为3A或更大的二极管,以保证其在正常工作和可能的过载情况下都能稳定运行。

● 反向耐压(VR):要确保所选二极管的反向耐压值高于电路中可能出现的最大反向电压。比如在一个峰值反向电压为50V的电路中,应选择反向耐压至少为60V甚至更高的肖特基二极管,防止二极管因反向击穿而损坏。

● 正向压降(VF):肖特基二极管的正向压降通常比普通二极管小,一般在0.15 - 0.4V之间。在对功耗要求严格的电路中,如电池供电的设备,应选择正向压降较小的肖特基二极管,以降低功耗,延长电池使用寿命。

2. 安装与焊接

● 静电防护:肖特基二极管对静电比较敏感,在安装过程中,操作人员需要佩戴防静电手环等防护设备,避免因静电放电损坏二极管。

● 焊接温度和时间:焊接时要控制好温度和时间,一般焊接温度在260℃左右,焊接时间不超过3秒。过高的温度或过长的焊接时间可能会损坏二极管的内部结构。

3. 实际应用场景

● 整流电路:肖特基二极管因其正向压降小、开关速度快的特点,常用于高频整流电路。例如在开关电源的次级整流电路中,使用肖特基二极管可以提高电源的效率和性能。

● 续流电路:在电感负载电路中,如继电器、电磁阀等,当电感中的电流突然中断时,会产生很高的反向电动势。此时,肖特基二极管可以作为续流二极管,为电感中的电流提供一个泄放路径,保护其他元件不受反向电动势的损害。

● 钳位电路:在一些需要限制电压的电路中,肖特基二极管可以作为钳位二极管使用。例如,将肖特基二极管与电阻配合使用,可以将某一点的电压钳位在一个固定的值,防止电压过高损坏后续电路。

使用注意事项

● 散热问题:当肖特基二极管在大电流下工作时,会产生一定的热量。如果散热不良,会导致二极管温度升高,影响其性能和寿命。因此,在设计电路时,需要考虑散热措施,如安装散热片等。

● 避免反向击穿:虽然肖特基二极管有一定的反向耐压值,但在使用过程中要避免其承受超过额定反向耐压的电压,否则会导致二极管反向热击穿,失去正常的单向导电性能。

肖特基二极管