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耐压200V的二极管居然会被180V的反向电压击穿,二极管选型容易忽视的关键参数考量

前言

二极管在电路中一般用于整流,反接保护,隔离,硬件工程师在进行二极管选型时,一个重要的考量点就是二极管的反向耐压能力。基于可靠性设计的考虑,我们在进行二极管选型时,反向耐压要留有一定的余量,那么余量留多大会比较合适呢?正常来说,一个标称反向耐压200V的二极管,一般很容易想当然地认为180V的反向电压不会损坏二极管,但是事实上二极管的反向耐压值并不是恒定的。

二极管的反向击穿

1.反向击穿类型

当二极管两端反向偏置施加足够大的电压时,二极管就会击穿,从而使器件开始反向导通。所谓二极管的击穿电压是发生这种情况的最小施加电压,二极管的击穿类型有两种,一种是雪崩击穿,一种是齐纳击穿,一般的二极管掺杂浓度没这么高,反向电压过大时超过二极管反向耐压时,都是雪崩击穿。齐纳击穿大多出现在特殊的二极管中,如稳压二极管,接下来我们就说说普通二极管的反向击穿电压特性。

2.反向击穿随温度变化的特性

二极管击穿的特点是由于雪崩效应导致电流呈指数增加,其中加速的电荷载流子有足够的能量通过与束缚电子的撞击形成更多的电荷载流子。击穿电压值并非是恒定的,而是会随着温度发生变化,雪崩击穿是具有正温度系数的特点,这意味着二极管的击穿电压会随着温度的降低而降低。击穿电压的降低意味着可以在较低的反向电压下实现击穿。

所以我们在规格书中看到二极管的反向电压值,一定要注意确认此电压是在工作温度全范围,比如说-40℃到175℃中规定的反向耐压,还是只限于25℃的反向耐压。一般来说都是后者。这就意味着规格书中只告诉了你25℃的反向耐压,你还需要考虑低温比如-40℃时二极管的反向耐压降低了多少?

比如如果二极管25℃时耐压为200V,-40℃时耐压下降到了170V,那么二极管在低温时就会被180V的反向电压击穿损坏,这也是为什么产品需要做各种的高低温环境试验,原因就是电子元器件的电气特性会随温度变化而变化,所以二极管选型,一定要注意反向耐压随温度变化是怎么变化的。

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