电子产品世界

1.单向开关

二极管，连接AB两端的管子。像一个开关，闭合导通，断开分离。二极管中的PN结充当开关的阀门。AB两端的压差超过0.7V时，开关打开，管子导通。

值得注意的是，

二极管导通AB两端的控制条件藏在A中，而三极管却是藏在C中。

对器件烂熟于于心，最好的方式莫过于搞懂他的曲线，这，是他的一生！

下图清晰地呈现了二极管的闭合条件：超过阈值电压0.7V，两极的电流陡然增加，通了！同时，也呈现了损坏条件：给足反向电压，同样会使PN结导通（反向导通），对普通二极管而言，这是一种不可逆转的破坏。

正向导通，称为正偏，此时极小的电压增量都会带来电流的显著变化。

反向施压，称为反偏，一旦超过最大反向击穿电压，伴随的雪崩效应会产生很大的电流损坏二极管。

对理应该处于正偏状态的二极管进行故障诊断，如果测得的正向压降远大于0.7V，为开路损坏

2.二极管的WorstCase需要哪些参数？

WorstCase就是检验真理的最好手段。

为此，首先要搞明白二极管的基本参数有哪些？

其次要知道常见的二极管模型是什么样子的，最后才能合而为一，形成合力。

以杨杰电子M1型二极管为例（
https://item.szlcsc.com/212727.html）

参数1：最大反向击穿电压

外部施加的反向电压的极限，一旦击穿，具有破坏性。扬杰M1型二极管具有50V的反向击穿电压，在可靠性设计中，在安全系数为2的前提下，所设计的电路所施加的反向击穿电压将不得超过25V。

参数2：最大反向电流

在最大额定反向电压的条件下测得，包含器件的漏电流和热致饱和电流。

跟参数1是一对。

参数3：最大正向电流

保证二极管不会因为功率过大而烧毁的正向电流边界值。同样，需要考虑一定的安全系数。电流增大，功耗就会增大，温度就会上升，会影响器件的性能。

研究表明，实际参数越接近最大额定值，器件寿命越短

参数4：最大正向压降

在最大正向电流的条件下测得。扬杰M1型二极管的正向压降为1.1V，在正向电流1A条件下测得。

理想等效模型如下图所示。简单地将二极管看成一个纯理想开关，通了就通了，不带有一丝损耗。

二阶等效模型如下图所示，需要考虑二极管的0.7V导通压降，这也是最常用的等效。

三阶等效模型如下图所示，根据欧姆定律的推论：有电流的地方必有电阻。因此，三阶等效就引入了二极管的体电阻，这个参数在WorstCase计算中会被用到。

体电阻的计算利用的是两点法，如下所示

其中，I2和I1分别是阈值电压V2和正向导通电压V1所对应的电流值。

阈值电压为0.7V，对应的电流约0A。

结合下图电路，我们尝试进行一个简单的WorstCase计算

MIN值考虑二极管对100R的最大影响，就是越接近真实越好，因此需要考虑三阶近似，再加上电源、电阻本身的最小参数值。即在一个小圈里面，二极管占了半壁江山，所剩无几。

NOM值，考虑常识，用电源、电阻的常规值，直接减去一个0.7V

MAX值和MIN刚好对立，在一个大圈里，二极管的影响微乎其微。

3.故障诊断

完好的二极管，导通后具有小于1Ω的阻抗，实际上就是体电阻。

正常状态的二极管反向电阻很高，正向电阻很小，两者的比例大约在1000倍左右。用万用表测量，使得二极管正偏，得到0.5~0.7V左右的正向电压；令二极管反偏，则显示1（溢出）。

短路状态的二极管反向电阻和正向电阻一样小。用万用表测量，任何一个方向都有小于0.5V的电压。

开路状态的二极管正向电阻和反向电阻一样大。用万用表测量，任何一个方向都显示1（溢出）。

电压表的二极管档位，其本质是一个恒流源。接上任何器件，都能提供约1mA的电流

4.初探负载线

和伏安特性曲线不同，负载线方程是线性方程，得到的曲线是连接两个极端的线，如下所示。

所用电路，如上图所示。Vs为电源电压，R0为电路中除二极管以外的等效电阻，Vd为二极管两端的电压。

极端1：二极管短路，则Vd=0，得到一个点

极端2：二极管开路，则Vd=Vs，得到一个点

在伏安特性曲线中，连接该两点，便是二极管的负载线，如下图所示。

负载线跟伏安特性曲线的交点，称之为二极管的静态工作点，是指最适合二极管工作于该电路的参数值。

关键词： 二极管 无源器件