1 正向?qū)▔航?/p>

　　壓降：二極管的電流流過負(fù)載以后相對于同一參考點的電勢（電位）變化稱為電壓降，簡稱壓降,。

　　導(dǎo)通壓降：二極管開始導(dǎo)通時對應(yīng)的電壓,。

　　正向特性：在二極管外加正向電壓時,，在正向特性的起始部分,，正向電壓很小,，不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場的阻擋作用,，正向電流幾乎為零,。當(dāng)正向電壓大到足以克服PN結(jié)電場時,，二極管正向?qū)ǎ娏麟S電壓增大而迅速上升,。

　　反向特性：外加反向電壓不超過一定范圍時,，通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運動所形成反向電流。由于反向電流很小,，二極管處于截止?fàn)顟B(tài),。反向電壓增大到一定程度后，二極管反向擊穿,。

　　正向?qū)▔航蹬c導(dǎo)通電流的關(guān)系

　　在二極管兩端加正向偏置電壓時,，其內(nèi)部電場區(qū)域變窄，可以有較大的正向擴(kuò)散電流通過PN結(jié),。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”,，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后,，二極管才能真正導(dǎo)通,。但二極管的導(dǎo)通壓降是恒定不變的嗎？它與正向擴(kuò)散電流又存在什么樣的關(guān)系,？通過下圖1的測試電路在常溫下對型號為SM360A的二極管進(jìn)行導(dǎo)通電流與導(dǎo)通壓降的關(guān)系測試,，可得到如圖2所示的曲線關(guān)系：正向?qū)▔航蹬c導(dǎo)通電流成正比，其浮動壓差為0.2V,。從輕載導(dǎo)通電流到額定導(dǎo)通電流的壓差雖僅為0.2V,，但對于功率二極管來說它不僅影響效率也影響二極管的溫升，所以在價格條件允許下,，盡量選擇導(dǎo)通壓降小,、額定工作電流較實際電流高一倍的二極管。

　　圖1 二極管導(dǎo)通壓降測試電路

　　圖2 導(dǎo)通壓降與導(dǎo)通電流關(guān)系

　　在我們開發(fā)產(chǎn)品的過程中,，高低溫環(huán)境對電子元器件的影響才是產(chǎn)品穩(wěn)定工作的最大障礙,。環(huán)境溫度對絕大部分電子元器件的影響無疑是巨大的，二極管當(dāng)然也不例外,，在高低溫環(huán)境下通過對SM360A的實測數(shù)據(jù)表1與圖3的關(guān)系曲線可知道：二極管的導(dǎo)通壓降與環(huán)境溫度成反比,。在環(huán)境溫度為-45℃時雖導(dǎo)通壓降最大，卻不影響二極管的穩(wěn)定性,，但在環(huán)境溫度為75℃時,，外殼溫度卻已超過了數(shù)據(jù)手冊給出的125℃,，則該二極管在75℃時就必須降額使用。這也是為什么開關(guān)電源在某一個高溫點需要降額使用的因素之一,。

　　表 1 導(dǎo)通壓降與導(dǎo)通電流測試數(shù)據(jù)

　　圖3 導(dǎo)通壓降與環(huán)境溫度關(guān)系曲線

　　2 額定電流,、最大正向電流IF

　　額定電流IF指二極管長期運行時，根據(jù)運行溫升折算出來的平均電流值,。目前最大功率整流二極管的IF值可達(dá)1000A,。

　　是指二極管長期連續(xù)工作時，允許通過的最大正向平均電流值,，其值與PN結(jié)面積及外部散熱條件等有關(guān),。因為電流通過管子時會使管芯發(fā)熱,，溫度上升,，溫度超過容許限度（硅管為141左右，鍺管為90左右）時,，就會使管芯過熱而損壞,。所以在規(guī)定散熱條件下，二極管使用中不要超過二極管最大整流電流值,。例如,，常用的IN4001－4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。

　　3 最大平均整流電流Io

　　最大平均整流電流IO：在半波整流電路中,，流過負(fù)載電阻的平均整流電流的最大值,。折算設(shè)計時非常重要的值。

　　4 最大浪涌電流IFSM

　　運行流過的過量的正向電流,。不是正常的電流,，而是瞬間電流，這個值相當(dāng)大,。

　　5 最大反向峰值電壓VRM

　　即使沒有反向電流,，只要不斷地提高反向電壓，遲早會使二極管損壞,。這種能加上的反向電壓,，不是瞬時電壓，而是反復(fù)加上的正反向電壓,。因給整流器加的是交流電壓,，它的最大值是規(guī)定的重要因子。最大反向峰值電壓VRM指為避免擊穿所能加的最大反向電壓,。目前最高的VRM值可達(dá)幾千伏,。

　　6 最大反向電壓VR

　　上述最大反向峰值電壓是反復(fù)加上的峰值電壓，VR是連續(xù)加直流電壓的值,。用于直流電流,，最大直流反向電壓對于確定允許值和上限值是很重要的,。

　　7 最高工作頻率fM

　　由于PN結(jié)的結(jié)電容存在，當(dāng)工作頻率超過某一值時,，它的單向?qū)щ娦詫⒆儾?。點接觸式二極管的fM值較高，在100MHz以上,；整流二極管的fM較低,，一般不高于幾千Hz。

　　8 反向恢復(fù)時間Trr

　　當(dāng)正向工作電壓從正向電壓變成反向電壓時,，二極管工作的理想情況是電流能瞬時截止,。實際上，一般要延遲一點點時間,。決定電流截止延時的量,，就是反向恢復(fù)時間。

　　9 最大功率P

　　二極管中有電流流過,，就會吸熱,，而使自身溫度升高。最大功率P為功率的最大值,。具體講就是加載二極管兩端的電壓乘以流過的電流,。這個極限參數(shù)對穩(wěn)壓二極管，可變電阻二極管顯得特別重要,。

　　10 反向飽和漏電流IR

　　指在二極管兩端加入反向電壓時,，流過二極管的電流，該電流與半導(dǎo)體材料和溫度有關(guān),。在常溫下,，硅管的IR為nA（10-9A）級，鍺管的IR為mA（10-6A）級

　　11 降額（結(jié)溫降額）

　　降額可以提高產(chǎn)品可靠性,，延長使用壽命,，根據(jù)溫度降低10℃壽命增加一倍的理論，下面列出了不同額定結(jié)溫的管子最小降額結(jié)溫數(shù)據(jù),。

　　表1  二極管降額

　　12 安規(guī)

　　在選型階段應(yīng)該考慮到器件是否通過了安規(guī)認(rèn)證,，主要應(yīng)該考慮功率器件,。一般為各國廣泛接受的安規(guī)認(rèn)證類型有UL（北美）,、CSA（加拿大）、TUV（德國）,、VDE等

　　13 可靠性設(shè)計

　　正確選用器件及器件周邊的線路設(shè)計,、機(jī)械設(shè)計和熱設(shè)計等來控制器件在整機(jī)中的工作條件,，防止各種不適當(dāng)?shù)膽?yīng)力或者操作給器件帶來損傷，從而最大限度地發(fā)揮器件的固有可靠性,。

　　14 容差設(shè)計

　　設(shè)計單板時,，應(yīng)放寬器件的參數(shù)允許變化的范圍（包括制造容差,、溫度漂移、時間漂移）,，以保證器件的參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時,，單板能正常工作。

　　15 禁止選用封裝

　　禁止選用軸向插裝的二極管封裝,、禁止選用Open-junction二極管,。

　　O/J是OPEN JUNCTION的晶圓擴(kuò)散工藝，在晶圓擴(kuò)散后切片成晶粒,，晶粒的邊緣是粗糙的,，電性能不穩(wěn)定，需要用混合酸（主要成分為氫氟酸）洗掉邊緣,，然后包以硅膠并封裝成型,，可信賴性較差。

　　GPP是Glassivation passivation parts的縮寫,，是玻璃鈍化類器件的統(tǒng)稱,，該產(chǎn)品就是在現(xiàn)有產(chǎn)品普通硅整流擴(kuò)散片的基礎(chǔ)上對擬分割的管芯P/N結(jié)面四周燒制一層玻璃,，玻璃與單晶硅有很好的結(jié)合特性,，使P/N結(jié)獲得最佳的保護(hù)，免受外界環(huán)境的侵?jǐn)_,，提高器件的穩(wěn)定性,，可信賴性極佳。

　　O/J的散熱性沒有GPP的好,，兩者本質(zhì)結(jié)構(gòu)截然不同：O/J芯片需要經(jīng)過酸洗后加銅片焊接配合硅膠封裝,，內(nèi)部結(jié)構(gòu)上顯得比GPP的大；GPP芯片造的整流橋免去了酸洗,、上硅膠等步驟,，直接與整流橋的銅連接片焊接。內(nèi)部結(jié)構(gòu)顯的比O/J芯片制造而成的小,。才造成直觀的,、習(xí)慣性的誤解。

　　GPP芯片和OJ芯片的綜合評價：

　　1,、GPP芯片在wafer階段即完成玻璃鈍化,，并可實施VR的probe testing，而OJ芯片只有在制得成品后測試VR,。

　　2,、VRM為1000V的GPP芯片，通常從P+面開槽和進(jìn)行玻璃鈍化,，臺面呈負(fù)斜角結(jié)構(gòu)（表面電場強(qiáng)度高于體內(nèi)）,，而OJ芯片的切割不存在斜角,。

　　3、GPP芯片的玻璃鈍化分布在pn結(jié)部分區(qū)域（不像GPRC芯片對整個斷面實施玻璃鈍化,，而OJ芯片對整個斷面施加硅橡膠保護(hù),。

　　4、GPP芯片由于機(jī)械切割的原因留下切割損傷層,，而OJ芯片的切割損傷層可經(jīng)化學(xué)腐蝕去除掉,。

　　5、GPP芯片采用特殊高溫熔融無機(jī)玻璃膜鈍化,，Tjm及HTIR穩(wěn)定性高于用有機(jī)硅橡膠保護(hù)的OJ制品,。

　　6、GPP芯片適合小型化,、薄型化,、LLP封裝，而OJ芯片適合引出線封裝,。

　　在制作工藝上的區(qū)別：

　?。?）OJ的芯片必須經(jīng)過焊接、酸洗,、鈍化,、上白膠、成型固化烘烤等步驟,，其電性（反向電壓）與封裝酸洗工藝密切相關(guān),，常規(guī)封裝形式為插件式。

　?。?）而GPP在芯片片制造工藝中已包含酸洗,、鈍化。其電性由芯片片直接決定,，常見封狀形式為貼片式,。

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