6种二极管的特性分析

整流二极管

整流二极管 (Rectifier Diode) 顾名思义，是指对商用频率的交流电进行整流的二极管。整流的主要目的是将交流转换为直流，其具有高电压、高电流特性。另外，根据使用频率和使用条件不同，转换效率有所不同，提供低VF(正向电压)、高速开关型、低噪音等产品。

肖特基势垒二极管

一般的二极管是利用PN接合来发挥二极管特性，而肖特基势垒二极管是利用了金属和半导体接合产生的肖特基势垒。

与一般的PN结二极管相比，具有正向电压 (VF) 低，开关速度快的特点。但漏电流 (IR) 大，有如果热设计错误则引起热失控的缺点。

广泛用于电源部二次侧整流。其特性根据使用的金属不同而不同，ROHM利用多种金属，推出如下产品阵容。

低VF型 RB1系列

低IR型 RB0系列

车载用超低IR型 RB8系列

特点

通过改变金属种类，可制造低VF型、低IR型产品。

关于热失控

肖特基势垒二极管在特性上会因正向电流大而导致发热。发热则漏电流 (IR) 变大，同时外壳温度、环境温度也上升。如果热设计错误，发热将高于散热，达不到热平衡持续发热。其结果漏电流 (IR) 也持续增加，最终元器件遭到损坏。这种现象叫做热失控。

特点周围温度高，则引起热失控。

TVS二极管

TVS是“Transient Voltage Suppressors”的首字母缩写，是一种用于过电压保护和 ESD保护的器件。

TVS二极管的工作原理

TVS二极管用来保护后段的IC免受由静电和电源波动引起的意外过电压和浪涌的影响。

整流二极管和肖特基势垒二极管利用的是二极管的正向特性，而TVS二极管与齐纳二极管(ZD)一样，利用的是二极管的反向特性。

如下图所示将TVS二极管与IC并联，当电路正常工作时，TVS二极管处于OFF状态，只消耗一定的漏电流。

当被施加了浪涌等过电压时，TVS二极管会变为ON状态，并且TVS侧会消耗脉冲电流，从而钳制过电压并保护后段的IC。

TVS二极管的极性(单向和双向)

TVS二极管的极性是与电路品质相关的项目。

单向TVS可用作LH等单极电路的保护器件，不适用于保护双极电路。

双向TVS可以用于正负两极的保护，因此适用于保护双极电路和CAN等数据线路。

此外，双向TVS也可用于保护单极电路。

TVS与ZD的区别

TVS和ZD在利用二极管的反向特性方面是相同的，但是由于ZD主要用于恒压应用，因此对电压稳定的低电流范围(5mA～40mA)规定了“齐纳电压(VZ)”。

此外，ZD基本上在ON状态下使用。

而TVS为了不影响IC的驱动电压，在电路正常工作期间处于OFF状态，当被施加了浪涌等突发过电压时，击穿电压值变得越发重要。

因此，规定了绝对不会导致击穿的两个电压——“截止电压(VRWM)”和“击穿电压(VBR)”。

此外，由于其主要用途是过电压保护，因此，作为保护特性，对几A～几十A范围内的大电流范围特性也有规定。

开关二极管

顾名思义，是指具有开关功能的二极管。此二极管具有正向施加电压时电流通过 (ON)，反向施加电压时电流停止 (OFF) 的性能。反向恢复时间 (trr) 短，与其他二极管相比，开关特性优异。

反向恢复时间 (trr)?

反向恢复时间 (trr) 是指开关二极管从导通状态到完全关闭状态所经过的时间。一般关断后电子不能瞬间停止，有一定量的反向电流流过。其漏电流越大损耗也越大。还正在开发优化材料或扩散重金属从而缩短trr，抑制反冲后振荡(振铃)的FRD (Fast Recovery Diode) 等产品。

特点trr是指电压变为反向后，直到电流变为零的时间。trr快速，则可以实现低损耗、高速开关。

恒压(齐纳)二极管

齐纳二极管利用电流变化时电压恒定的特点，用于恒压电路，作为防止IC免受浪涌电流、静电损坏的保护元件使用。其特点是一般的二极管是正向使用，而齐纳二极管是反向使用。反向击穿电压称为齐纳电压 (VZ) 、此时的电流值称为齐纳电流 (IZ) 。近年来随着电子设备的微细化/高功能化的不断发展，要求保护元件具备更高性能，在这种趋势下逐渐拉大与TVS (Transient Voltage Suppressor) 的差别。

特点只有ZD利用了反向特性。

高频二极管

■引脚二极管举例

由电阻值高的I型半导体制成，其特点是引脚间电容(CT)非常小。正向电压条件下,具有可变电阻特性，反向电压条件下,具有电容器特性。利用其高频特性(引脚间电容小，因此对通信线没有影响)，作为高频信号开关(带天线的移动设备)，衰减器，AGC电路用可变电阻元件使用。

引脚间电容 (CT) ?

二极管引脚间施加反向电压时，存储的电荷量称为引脚间电容(CT)。结合P层和N层，则空穴与电子结合，在界面形成电气特性为中性的耗尽层。耗尽层起到寄生电容器的作用，其电容值(CT) 与PN结的面积成正比，与距离 (d) 成反比。距离由P层、N层浓度等因素设计而成。向二极管施加电压，则耗尽层扩大，CT下降。根据使用的应用不同，其要求的CT值不同。

特点耗尽层越宽(d大)CT越低。

审核编辑：汤梓红