二极管选型规范

栏目:行业动态 发布时间:2022-06-13

1、 二极管发展状态及选型原则

1.1      二极管产品行业发展状态


(1)信号二极管的发展趋势:
1)表贴化:小信号二极管插件封装基本淘汰,全部都是表贴封装
2)小型化:SOT23向SOT323、SOT523、SOD52、SOD923、0402封装演进
3)平引脚:翼型引脚和弯角引脚向平引脚切换,散热和通流性能更优
另外,小型化发展还有两种趋势,即CSP(Chip ScalePackage)封装和QFN(Quad Flat No-lead Packge)封装。2者相比较而言,由于CSP封装是芯片级封装,与QFN相比具有如下几个优点:
1)具有小的寄生参数,对于RF应用有更优异的表现
2)高的封装可靠性,能支持至少3次加工返工
3)由于封装较小,更加能节约PCB面积
(2)功率二极管的发展趋势:
SMX封装:
通流能力增强:SMA通流能力达到2A;SMB通流能力到达4A;SMC通流能力达到5A;
引脚优化:弯引角演进为直引脚,散热机器稳定性更强
DPAK/D2PAK:对于200-400V整流二极管需求,可以选用此类封装器件高度扁平化,另外可以选用SMPC封装,通流能力更强。
TO-220/TO-247:
对于600V以上的二极管需求,主流推荐选用TO-220/TO-247封装
插件封装:
目前功率二极管推荐以TO-22和TO-247封装为优选封装
 


1.2      选用原则


二极管物料分类
表1  二极管分类


二极管类型
用途
应用场景
PIN二极管
调频调相。开关
射频电路
变容二极管
调频,高配电路匹配
调制解调电路
快恢复二极管
整流、续流
AC-AC、AC-DC
整流二极管
整流
AC-DC
肖特基二极管
整流、续流、开关
AC-AC、AC-DC
开关二极管
开关
开关电路
桥堆
整流
AC-DC
稳压管
稳压
稳压电路
瞬态抑制二极管/晶闸管
瞬态电压保护、ESD保护
保护电路


 
PIN二极管
微波开关利用PIN管在直流正-反偏压下呈现近似导通或断开的阻抗特性,实现了控制微波信号通道转换作用. PIN 二极管的直流伏安特性和PN结二极管是一样的,但是在微波频段却有根本的差别。由于PIN 二极I层的总电荷主要由偏置电流产生。而不是由微波电流瞬时值产生,所以其对微波信号只呈现一个线性电阻。此阻值由直流偏置决定,正偏时阻值小,接近于短路,反偏时阻值大,接近于开路。因此PIN 二极对微波信号不产生非线性整流作用,这是和一般二极管的根本区别,所以它很适合于做微波控制器件。
因此,可以把PIN二极管作为可变阻抗元件使用。它常被应用于高频开关(即微波开关)、移相、调制、限幅等电路中。
普通的二极管由PN结组成。在P和N半导体材料之间加入一薄层低掺杂的本征(Intrinsic)半导体层,组成的这种P-I-N结构的二极管就是PIN 二极管。正因为有本征(Intrinsic)层的存在,PIN 二极管应用很广泛,从低频到高频的应用都有,主要用在RF领域,用作RF 开关和RF保护电路,也有用作光电二极管(PhotoDiode)。PIN 二极管包括PIN光电二极管和PIN开关二极管。
选用时主要考虑到PIN二极管射频特性参数与实际电路匹配,选择时可选择SOT、SOD等通用标准封装;另外Infineon将逐步退出二极管市场,新选型不予考虑。
变容二极管
选用时主要考虑偏压范围以及相应的容值,在使用时所提供的电压范围对应的变容比应满足要求。对于频率发生器还要求在此电压范围内的电容变化线性要好。另外电压的变化不能超过器件的最大重复工作电压
快恢复二极管


1)选用时主要考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。
2)反向击穿电压VBR与反向重复工作电压VRWM的选择
一般情况下,VRWM=80%-85%VBR,对于VRWM的选择,通常要求VRWM不小于3倍的线路的工作电压


3)新选型禁止选用SMA/B/C封装,推荐选用SMA/B/C-FL(直引脚表贴封装),插件优选TO-220/TO237等封装,轴向插装的禁止选用
4)最大平均正向电路IO、热阻Rjc、最高节温TjM的选择
对于半导体器件来说,使用时产生的结温与器件的可靠性有密切的关系,一般情况下,结温每升高10-12摄氏度,器件的失效率要增加一倍。因此,在器件的选型时,应尽量选用热阻小,允许结温高的器件;应选择通过相同正向电流测得温升最小的器件。
整流二极管
选用时主要考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。普遍串联稳压电源电路中使用的整流二极管,对截止频率的反向恢复时间要求不高,只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可,禁止选用Openjuction工艺的二极管,,禁止选择轴向插装的二极管
肖特基二极管
选用时主要考虑最大整流电流、最大反向工作电流、封装、抗浪涌电流,优选表贴小型化封装,禁止选用轴向插装的二极管。
其它选项原则可以参考1501C快恢复二极管的选型
开关二极管
1)选用时主要考虑正向额定电流、反向重复工作电压、正向压降及开发过程中的损耗等参数
2)最大平均正向电流IO、热阻RJC、最高结温TJM的选择
对于半导体器件来说,使用时产生的结温与器件的可靠性有密切的关系,一般情况下,结温每升高10-12摄氏度,器件的失效率要增加一倍。因此,在器件的选型时,应尽量选用热阻小,允许结温高的器件;应选择通过相同正向电流测得温升最小的器件。
3)反向击穿电压VBR与反向重复工作电压VRWM的选择


一般情况下,VRWM=80%-85%VBR,对于VRWM的选择,通常要求VRWM不小于3倍的线路的工作电压


4)正向压降VF与反向恢复时间Trr的选择

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