整流器的主要特性參數(shù)

1、二極管整流器的主要特性參數(shù)之前我們?cè)谡f明二極管的工作原理時(shí)，曾經(jīng)談到二極管是由一個(gè) PN 結(jié)所形 成的，它具有單向?qū)ǖ奶匦裕ㄕ驅(qū)щ?，反向絕緣），利用這個(gè)特性，我們可以 把它當(dāng)作一個(gè)整流器，將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，用于電子電路中?，F(xiàn)在，我們來 談一下，四個(gè)最主要的二極管整流器參數(shù)和物理意義。正向壓降（Forward Voltage Drop, VF）二極管在外加正向偏壓下，若所加偏壓未達(dá)0.7V，二極管僅有微小電流通過， 但當(dāng)外加正向偏壓大于0.7V 后，二極管的正向壓降就由二極管所通過的電流，正 向電流IF決定（Vf=IfxR）。理想的二極管是沒有電阻的，也就是沒有 卬但事 實(shí)上二極管有金屬

2、界面會(huì)產(chǎn)生電阻，所以會(huì)有VF。這也就是為什么我們?cè)诙O管 制造工藝上都要選擇使用良導(dǎo)體（如金、鋁、銅等）以降低 VF。VF的最主要來源還是PN 結(jié)的靜電位（硅約為0.7V）。VF會(huì)隨溫度上升而下 降，這是因?yàn)镻N 結(jié)溫度上升時(shí)，PN 結(jié)的載子活動(dòng)力增加，少數(shù)載子（？面的電 子和 N 面的空穴）有機(jī)會(huì)因熱激動(dòng)，跳過 PN 結(jié)復(fù)合，這樣 PN 結(jié)兩邊的密度會(huì) 變小，而電場(chǎng)和位能都會(huì)降低，也就是IR變大，VF降低。反向擊穿電壓（Reverse Breakdown Voltage, Vbr）理想的二極管在反向偏壓時(shí)，應(yīng)能無限制的耐壓，對(duì)任何電壓的電流均能有 阻流的效果。之前我們談過，外加反向偏壓愈高，

3、PN結(jié)空乏區(qū)或空間電荷區(qū)內(nèi)的 電荷愈多而內(nèi)建電場(chǎng)（或位能障礙）愈大，但我們要注意到電荷增加，電場(chǎng)（由 正負(fù)離子產(chǎn)生的）也變大，固然成為阻流效果的來源，但電場(chǎng)強(qiáng)度增大以后，對(duì) 遠(yuǎn)方原子的共價(jià)鍵產(chǎn)生了破壞的作用，而把載子分裂出來，而載子受電場(chǎng)加速， 又會(huì)碰撞到其它原子，使之離子化，于是由于這些反復(fù)的效應(yīng)，載子會(huì)急速的倍 增，而形成很大的反向電流，這里倍增的效應(yīng)用倍增因素（Multification Factor,M） 來表示，而這個(gè)臨界的電壓就是擊穿電壓（Vbr）。VBR的主要決定因素有：1）.基寬（也就是載子所需要穿越的距離）。2）.電阻系數(shù)（底材的載子數(shù)目），離子愈少，愈需要更高的電壓來形成電

4、場(chǎng)加速，相對(duì)的耐壓就更高。漏電流（Reverse Leakage Current, Ir）簡(jiǎn)單的說，就是二極管處于反向偏壓時(shí)，少數(shù)載子流過PN結(jié)所造成的電流。 從上節(jié)介紹 VBR時(shí)，便可知道，當(dāng)所加電壓大于 VBR時(shí)，IR會(huì)近似無限的增加。 IR會(huì)隨溫度增加而增加。反向恢復(fù)時(shí)間的特性（Reverse Recovery Time, Trr）二極管由正向偏壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉聪蚱珘夯蚪刂範(fàn)顟B(tài)所需要的時(shí)間。理想狀態(tài)下， 二極管的Trr應(yīng)為0，但，由于每一個(gè)半導(dǎo)體材料中都有大量的少數(shù)載子，二極管 是需要一段時(shí)間才能由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變成截止?fàn)顟B(tài)。二極管的Trr 一般在幾十到幾百 的納秒（ns）范圍內(nèi)。對(duì)外速二極管來說

5、，Trr只有幾十納秒。肖特基二極管則納秒 在幾個(gè)納秒以下。有關(guān)二極管的主要特性，我們用 以下一個(gè)完整的 VI （伏安）圖來表示：二極管的伏安特性二極管的符號(hào)陰極陽極AnodeCathodeK (N)二極管實(shí)體A (P)二極管數(shù)據(jù)手冊(cè)或技術(shù)資料(datasheet)中常見的最大額定值及定義如下：用語符號(hào)定義反向重復(fù)峰值電壓Vrrm可重復(fù)外加的反向電壓的最大容許峰值反向不重復(fù)峰值電壓Vrsm可不重復(fù)外加的反向電壓的最大容許電涌值反向峰值電壓Vrm VR(peak)可外加的反向電壓的最大容許峰值反向電壓Vr可外加的反向電壓的最大值反向恢復(fù)時(shí)間Trr在正向?qū)顟B(tài)下反向外加電壓(VR)時(shí)，通入 的反向

6、電流(IR)達(dá)到指定反向電流(Irr )所需的時(shí) 間。正向重復(fù)峰值電流IFRM可重復(fù)外加的正向電流的最大容許電涌值正向不重復(fù)峰值電流IFSMIF(surge)可不重復(fù)外加的正向電流的最大容許電涌值正向峰值電流IFM IF(peak)可外加的正向電流的最大容許峰值平均整流電流IO在指定條件下，可通入的正向電流的最大連續(xù) 平均電流值正向電流If可正向通入的最大電流熱阻RthRth(j-a)、Rth(j-c)在導(dǎo)通中的熱恒定狀態(tài)下，結(jié)和大氣環(huán)境之間 或者結(jié)和外殼之間溫度差的每個(gè)結(jié)處單位功耗 的值。損耗容限Pd在指定壬條件基磴下，二極管中可反覆消耗的最 大容言午功率值。結(jié)處溫度Tj規(guī)定作為額定標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)處溫度，以器件工作中 的容許范圍表示。保存溫度Tstg在不外加功率的狀態(tài)下，避免電麻特性發(fā)生異 常的溫度范圍。工作環(huán)境溫度Topr在指定的加熱條件基礎(chǔ)下，可工作的環(huán)境溫度 的臨界值。引腳溫度TI引線的容許溫度的最大值另外，一般二極管的 datasheet