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詳解肖特基二極管和PN結(jié)二極管的選型

2021-05-11

二極管選型相對(duì)簡(jiǎn)單，相信每個(gè)硬件工程師，都有對(duì)比過肖特基二極管與PN結(jié)二極管的差異。差異無非就幾點(diǎn)，包括導(dǎo)通電壓、耐壓、反向恢復(fù)時(shí)間、最高工作頻率、漏電流、價(jià)格等，具體差異結(jié)果如下：

對(duì)于表中列出的參數(shù)數(shù)據(jù)，大家指導(dǎo)二者之間的相對(duì)大小就好，并不是十分精確。

了解了上面參數(shù)，基本就知道什么電路，該選什么類型的二極管了。

能用PN結(jié)二極管的地方就用PN結(jié)二極管，因?yàn)閮r(jià)格便宜。

肖特基二極管的優(yōu)勢(shì)主要在速度和壓降，對(duì)這兩個(gè)沒要求的場(chǎng)景，那自然選擇更便宜的由PN結(jié)構(gòu)成的二極管。但是應(yīng)該選用肖特基二極管的地方，不能因?yàn)閮r(jià)格便宜，而用PN結(jié)二極管進(jìn)行替代。

下面說個(gè)在實(shí)際工作中可能忽視的點(diǎn)。

●二極管導(dǎo)通電壓●

提起二極管導(dǎo)通電壓，大家腦子里首先閃現(xiàn)的就是0.7V，因?yàn)闊o論在課本上還是各種文章中，都經(jīng)常被提到，然而這個(gè)固定思維并不好，有4點(diǎn)原因。

1、這個(gè)0.7V，說的是PN結(jié)二極管，肖特基二極管要更低。

我們經(jīng)常使用二極管串聯(lián)在電源支路上面，防止倒灌。

那你擔(dān)心過二極管上面壓降太大嗎？

其實(shí)你可能沒有注意，在對(duì)壓降有要求的地方，可能用的就是肖特基二極管，它的壓降有多低呢？

以BAT54為例子，截個(gè)圖給大家看看。

你看，通過10mA的電流，壓降才0.24V。

對(duì)于一些小電流防倒灌的場(chǎng)合，電壓不能下降太多，肖特基二極管就比較實(shí)用了。如果工作電流更小，可能壓降才零點(diǎn)一幾伏。

所以，不要看到個(gè)電路中串了個(gè)二極管，就覺得這個(gè)壓降是0.7V。你還要看下這是一個(gè)什么二極管。

2、導(dǎo)通電壓門限，這本身就是個(gè)模糊的定義。

我們知道二極管的伏安特性曲線是對(duì)數(shù)關(guān)系，那到底是通過1mA電流時(shí)看作開始導(dǎo)通，還是10mA？100mA？對(duì)于這個(gè)問題大家可以討論下，因?yàn)樵诓糠之a(chǎn)品規(guī)格書中還是會(huì)存在這么一個(gè)參數(shù)，但是由于這個(gè)過程太迅速，而且沒有明確定義，在這里不做過多說明。大家有想法可以在留言區(qū)留言。

3、導(dǎo)通電壓有時(shí)會(huì)到1V以上，不同型號(hào)也相差比較大。

總會(huì)有用到大電流的時(shí)候，其實(shí)也不用太大，1A就行。這時(shí)PN結(jié)構(gòu)成的二極管，它導(dǎo)通電壓其實(shí)一般都到1V左右了。

下圖是超快恢復(fù)二極管，可以看到1A時(shí)，導(dǎo)通電壓在1V以上，其中耐壓600V以上的二極管導(dǎo)通電壓都到了1.7V。

你還要說導(dǎo)通電壓是0.7V嗎？

4、發(fā)光二極管導(dǎo)通壓降差異更大

發(fā)光二極管也是二極管，不過它的區(qū)別就更大了。

發(fā)光二極管有多種顏色，他們的導(dǎo)通電壓都不相同：例如紅色為2V左右、藍(lán)色約2.8V左右等等。

所以，在腦子里面形成潛意識(shí)，二極管導(dǎo)通電壓為0.7V，非常不好。

●二極管漏電流●

這個(gè)參數(shù)，值得一提的是，肖特基二極管的漏電流，是PN結(jié)二極管的100倍左右。

還有一點(diǎn)就是，漏電流與溫度有很大的關(guān)系。溫度越高，漏電流越大。

這個(gè)原因是因?yàn)槁╇娏魇怯缮僮記Q定的，溫度越高，本征激發(fā)越強(qiáng)烈，少子濃度會(huì)升高，所以漏電流就越大了。

下面對(duì)比下某肖特基二極管和PN結(jié)二極管的漏電流大小。

可以看到，肖特基二極管漏電流較大，在125攝氏度時(shí)甚至到了5mA。

與此同時(shí)，漏電流的大小與溫度有很大關(guān)系，125℃是25℃的幾十倍。

其它幾個(gè)參數(shù)就不細(xì)說了，簡(jiǎn)單提下

反向恢復(fù)時(shí)間：也是比較重要的參數(shù)。

工作頻率：由反向恢復(fù)時(shí)間決定的。

耐壓：記住肖特基二極管耐壓值，很難做高就行吧，一般不超過100V，當(dāng)然，更高的也有，這里只說常見的。而PN結(jié)二極管可以做很高。

另外，在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，要使管子及散熱器盡量遠(yuǎn)離電解電容器等對(duì)熱敏感的器件。以增加產(chǎn)品的壽命。

焊接管子的焊盤要足夠大，焊接牢靠，避免由于熱應(yīng)力造成脫焊。

肖特基二極管一旦選用后，要經(jīng)模擬實(shí)驗(yàn)，在產(chǎn)品輸入、輸出最壞的情況下測(cè)量其溫升及工作波形，確認(rèn)各項(xiàng)指標(biāo)不要超過其極限參數(shù)。

其實(shí)，不止肖特基二極管需要模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)于任何產(chǎn)品我們都需要先選型，再進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)，然后才能批量生產(chǎn)。對(duì)于其中要求達(dá)不到的產(chǎn)品及時(shí)發(fā)現(xiàn)，做好替代。