Diodenbewertungen

Neben dem Durchlassspannungsabfall (Vf) und der Spitzeninversspannung (PIV) gibt es viele andere Nennwerte von Dioden, die für das Schaltungsdesign und die Komponentenauswahl wichtig sind. Halbleiterhersteller bieten detaillierte Spezifikationen zu ihren Produkten – einschließlich Dioden – in Veröffentlichungen, die als Datenblätter bekannt sind. .

Datenblätter

Datenblätter für eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen finden Sie in Fachbüchern und im Internet. Ich bevorzuge das Internet als Quelle für Komponentenspezifikationen, da alle Daten von Hersteller-Websites aktuell sind.

Typische Diodenparameter in einem Datenblatt

Ein typisches Diodendatenblatt enthält Zahlen für die folgenden Parameter:

Maximale sich wiederholende Sperrspannung =VRRM, die maximale Spannung, der die Diode im Sperrspannungsmodus in wiederholten Impulsen standhalten kann. Idealerweise wäre diese Zahl unendlich.

Maximale DC-Sperrspannung =VR oder VDC, die maximale Spannung, der die Diode im Sperrbetrieb dauerhaft standhalten kann. Idealerweise wäre diese Zahl unendlich.

Maximale Durchlassspannung =VF, normalerweise angegeben beim Nenndurchlassstrom der Diode. Idealerweise wäre diese Zahl Null:Die Diode bietet keinerlei Widerstand gegen den Durchlassstrom. In Wirklichkeit wird die Durchlassspannung durch die „Diodengleichung“ beschrieben.

Maximaler (durchschnittlicher) Vorwärtsstrom =IF(AV), die maximale durchschnittliche Strommenge, die die Diode im Durchlassmodus leiten kann. Dies ist grundsätzlich eine thermische Einschränkung:Wie viel Wärme kann der PN-Übergang verarbeiten, da die Verlustleistung gleich dem Strom (I) multipliziert mit der Spannung (V oder E) ist und die Durchlassspannung sowohl vom Strom als auch von der Sperrschichttemperatur abhängt. Idealerweise wäre diese Zahl unendlich.

Maximaler Durchlassstrom (Spitze oder Stoß) =IFSM oder if(surge), der maximale Spitzenstrom, den die Diode im Durchlassmodus leiten kann. Auch hier wird dieser Wert durch die Wärmekapazität des Diodenübergangs begrenzt und ist aufgrund der thermischen Trägheit (die Tatsache, dass die Diode eine endliche Zeit braucht, um die maximale Temperatur für einen bestimmten Strom zu erreichen) normalerweise viel höher als der durchschnittliche Nennstrom. . Idealerweise wäre diese Zahl unendlich.

Maximale Gesamtverlustleistung =PD, die zulässige Leistung (in Watt), die die Diode abführen kann, gegeben aus der Verlustleistung (P=IE) des Diodenstroms multipliziert mit dem Diodenspannungsabfall und auch der Verlustleistung (P=I2R) des Diodenstroms zum Quadrat multipliziert mit Schüttwiderstand. Grundsätzlich begrenzt durch die Wärmekapazität der Diode (Hochtemperaturverträglichkeit).

Betriebstemperatur der Sperrschicht =TJ, die maximal zulässige Temperatur für den PN-Übergang der Diode, normalerweise in Grad Celsius (oC) angegeben. Hitze ist die „Achillesferse“ von Halbleiterbauelementen:Sie müssen kühl gehalten werden, um richtig zu funktionieren und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.

Speichertemperaturbereich =TSTG, der zulässige Temperaturbereich für die Lagerung einer Diode (ohne Stromversorgung). Manchmal in Verbindung mit der Betriebsübergangstemperatur (TJ) angegeben, da die maximale Lagertemperatur und die maximale Betriebstemperatur oft identisch sind. Wenn überhaupt, ist die maximale Lagertemperaturbewertung höher als die maximale Betriebstemperaturbewertung.

Wärmebeständigkeit =R(Θ), die Temperaturdifferenz zwischen Anschluss und Außenluft (R(Θ)JA) oder zwischen Anschluss und Leitungen (R(Θ)JL) bei gegebener Verlustleistung. Ausgedrückt in Grad Celsius pro Watt (oC/W). Idealerweise wäre dieser Wert null, was bedeutet, dass das Diodenpaket ein perfekter Wärmeleiter und Kühler ist, der die gesamte Wärmeenergie von der Sperrschicht an die Außenluft (oder an die Leitungen) ohne Temperaturunterschied über die Dicke des Diodenpaket. Ein hoher thermischer Widerstand bedeutet, dass die Diode trotz aller Bemühungen, die Außenseite der Diode zu kühlen, eine übermäßige Temperatur an der Sperrschicht (wo sie kritisch ist) aufbaut und somit ihre maximale Verlustleistung begrenzt.

Maximaler Rückstrom =IR, die Strommenge durch die Diode in Sperrvorspannung Betrieb mit maximaler angelegter Nenn-Inversspannung (VDC). Manchmal auch als Leckstrom bezeichnet . Idealerweise wäre dieser Wert Null, da eine perfekte Diode den gesamten Strom blockieren würde, wenn sie in Sperrrichtung vorgespannt ist. In Wirklichkeit ist er im Vergleich zum maximalen Durchlassstrom sehr klein.

Typische Sperrschichtkapazität =CJ, die typische intrinsische Kapazität des Übergangs, da der Verarmungsbereich als Dielektrikum fungiert, das die Anoden- und Kathodenanschlüsse trennt. Dies ist normalerweise ein sehr kleiner Wert, gemessen im Bereich von Picofarad (pF).

Umgekehrte Wiederherstellungszeit =trr, die Zeit, die eine Diode zum "Ausschalten" benötigt, wenn die Spannung an ihr von Vorwärts- zu Rückwärtsvorspannung wechselt. Idealerweise wäre dieser Wert Null:die Diode unterbricht die Leitung sofort bei Polaritätsumkehr. Bei einer typischen Gleichrichterdiode liegt die Sperrverzögerungszeit im Bereich von mehreren zehn Mikrosekunden; bei einer „schnell schaltenden“ Diode können es nur wenige Nanosekunden sein.

Die meisten dieser Parameter variieren mit der Temperatur oder anderen Betriebsbedingungen, sodass eine einzelne Zahl keine gegebene Bewertung vollständig beschreibt. Daher stellen die Hersteller Diagramme der Komponentennennwerte gegen andere Variablen (wie Temperatur) zur Verfügung, damit der Schaltungsdesigner eine bessere Vorstellung davon hat, wozu das Gerät fähig ist.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Zenerdioden-Arbeitsblatt