二極管是電子設(shè)計中最常見的器件之一,。根據(jù)應(yīng)用的場合，工程師們更關(guān)注二極管的類型,、正向電流、反向耐壓和開關(guān)時間等,。相對來說,，耗散功率（Power Dissipation）也是同等重要。

　　眾所周知,，二極管具有單線導(dǎo)電性,。根據(jù)半導(dǎo)體材料，分為硅二極管和鍺二極管,；據(jù)應(yīng)用場合,，分為整流二極管、檢波二極管,、開關(guān)二極管和穩(wěn)壓二極管,。

　　圖1  常見二極管

　　對于一些場合，比如電源整流,，需要考慮耗散功率問題,。耗散功率的定義：某一時刻電網(wǎng)元件或者全網(wǎng)有功輸入總功率與有功輸出總功率的差值。在線性條件下,，導(dǎo)通的耗散功率計算比較簡單,，PD=I2R,或者PD=U2/R。在開關(guān)狀態(tài)下,，計算相對比較復(fù)雜,。

　　二極管的耗散功率與允許的節(jié)溫有關(guān)，硅二極管允許的最大節(jié)溫是150℃,，而鍺允許最大節(jié)溫85℃,。半導(dǎo)體工作溫度是有限的，當(dāng)實際的功率增大是,，其節(jié)溫也將變大,，當(dāng)節(jié)溫達(dá)到150℃是，此時的功率就是最大的耗散功率,。當(dāng)然,，耗散功率與封裝大小也有一定的關(guān)系，通常封裝大點的器件,，其最大耗散功率也相對大點,，最常見的就是大功率器件擁有大體積，大面積的散熱金屬面。

　　一個具體型號的二極管其耗散功率與測試條件有關(guān),，比如測試環(huán)境溫度和散熱條件,。通常情況下，測試出來的最大耗散功率是在25℃下,。隨著環(huán)境溫度的升高,，其最大的耗散功率將減少，因為該條件下的導(dǎo)熱溫差變小,，比如說在25℃下,，某二極管耗散功率能達(dá)到1W，在75℃情況下,，耗散功率可能變成0.4W,。允許最大耗散功率與散熱條件有關(guān)，散熱條件越好,，耗散功率越高,，在同一環(huán)境溫度下，耗散功率為1W,，加了散熱片之后,，耗散功率可能變?yōu)?.7W。

　　表征散熱措施的一個參數(shù)是熱阻,。熱阻反映阻止熱量傳遞能力的綜合參量,。熱阻跟電子學(xué)里的電阻類似，都是反映“阻止能力”大小的參考量,。熱阻越小,，傳熱能力越強(qiáng)；反之,，熱阻越大,，傳熱能力越小。從類比的角度來看,，熱量相當(dāng)于電流，溫差相當(dāng)于電壓,，熱阻相當(dāng)于電阻,。其中，熱阻Rja：芯片的熱源結(jié)到周圍冷卻空氣的總熱阻,，其單位是℃/W,，表示在1W下，導(dǎo)熱兩端的溫差,。

　　以1N4448HWS為例,，查看其手機(jī)手冊，可知其熱特性如下：

　　圖2  熱特性參數(shù)

　　從中可知，其耗散功率PD=200mW,，熱阻為625℃/W,，其中這兩個量是環(huán)境溫度25℃，焊在FR-4材質(zhì) PCB條件下測試的,，如手冊說明Part mounted on FR-4 PC board with recommended layout ,。

　　耗散功率與環(huán)境溫度有關(guān)，溫度越大,，耗散功率越小,，1N4448HWS耗散功率與環(huán)境溫度關(guān)系如下：

　　圖3 耗散功率與環(huán)境溫度關(guān)系

　　在0～25℃是，耗散功率恒為200mW,，在25～150℃時,，線性遞減，到達(dá)150℃,，耗散功率為0,，在這個溫度，硅管已經(jīng)不能工作了,。從這個表中,，可以計算出熱阻，其線性部分斜率倒數(shù)℃/W,。根據(jù)這個表,，可得，(TA-≥25),根據(jù)這個公式,，可計算出不同環(huán)境溫下最大的耗散功率,。

　　在設(shè)計過程中，人們更關(guān)注器件工作時的溫度,，以確保在安全的工作范圍,。以1N4448HWS為例，在環(huán)境溫度為25℃情況下,，實際功率為100mW時,，其溫度為25+625*0.1=87.5℃，其能正常工作,；當(dāng)實際功率為200mW時,，其溫度為25+625*0.2=150℃，這時候已經(jīng)達(dá)到節(jié)溫的最大溫度了,，比較危險,，應(yīng)當(dāng)避免。

　　二極管的傳熱方面,，主要考慮PD和熱阻Rja,，前者是最大耗散功率,，實際工作不能超過這個數(shù)值，后者是傳熱阻力參量,，放映不同二極管的傳熱能力,。在使用二極管時，不但要考慮正向電流,、反向耐壓和開關(guān)時間,，還要多考慮耗散功率。