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二極體規格特性辨識教學

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發表於 2010-1-6 00:33:11 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
其實二極體應該是這個系列辨識教學中最先寫的,為什麼排在最後?我的理由是雖然它介紹的規格特性是最少,但是它的種類卻是最多,要把全部種類都介紹是不可能的,所以只能挑幾種常見的介紹給大家,如果有遇到比較特別的,我們再另闢專文。

    上面說過因為二極體種類很多,所以我想就從用途來分類,大家或許比較能接受。
    在我們就個論壇最常看到的二極體不外乎是下列幾種︰

    一、整流二極體
    二、穩壓二極體
    三、快速二極體
    四、肖特基二極體

    在電腦這個領域中,使用二極體最多的產品應該是Power,我們先看一個簡單的電路圖︰



    圖比較小可能看的比較吃力,大家包涵一下,最左邊的N5408就是整流二極體,圖中有BD1、BD2、BD3及BD4四支二極體,把二極體接成如電路圖那樣,就叫做橋式整流二極體或橋式整流子,講到這個我再說一次,用四支二極體代替一個橋式整流子的功用完全相同,並沒有偷料,反而我覺得還比較好,因為壞了其中一支可以單獨換,橋式整流子卻要整個換掉。N5408的全名叫做1N5408,請大家下載下方的連結並打開檔案。



    如果你是要代用整流二極體,你只需要看兩個地方就可以︰

VRRM Maximum Repetitive Reverse Voltage 這一行的意思是當二極體不導通的時候(順向電流沒有流動),反向所能承受的最大電壓。
頭大了嗎?把它記成二極體的最大耐壓就好了,以FAIRCHILD生產的1N5408來說,它總共有1N5400~1N5408九種規格。

IF(AV) Average Rectified Forward Current 這一行是記載著該二極體平均整流的最大極限值,以1N5408來說,它能使用的最大值是3A。

    知道了這兩個值之後就可以了,例如你檢察後發現故障的二極體是1N5406,而電子材料行只有1N5407或1N5408,因為1N540x系列的IF都是3A,所以當然可以代用,但是如果故障的是1N5408,而電子材料行沒有這個的話,那你就要請店家把他們有進貨的3A的二極體編號告訴你,你再查看該二極體的Datasheet中,VRRM是否跟1N5408的VRRM一樣或更高,這樣才能代用。而橋式二極體的方法也是一樣。


    接下來我們介紹穩壓二極體,穩壓二極體有人稱做然納二極體,也就人稱做稽納二極體或定電壓二極體,我找了一個常見的穩壓二極體Datasheet,請下載後打開檔案︰



    從FAIRCHILD的BZX79C穩壓二極體系列中我們得知,它從3.3V到33V都有,除了前面所提的電壓值之外,我們要注意的地方只有一個︰

Total Device Dissipation 500mW(也就是0.5W),這句話的意思是它的最大消耗功率是0.5W。
    因為穩壓二極體的功用是穩定特定的電壓值用,所以原來是用5.1V,你當然最好就是使用5.1V,你能代用的只剩下功率部份,穩壓二極體的消耗功率代換跟電阻的消耗功率代換是一樣的,電阻0.5W故障了,我們可以用1W代用,所以穩壓二極體0.5W的故障,如果買不到0.5W時,我們可以用1W的代替,反之則不行。
    大部份的二極體都很重視VRRM及IF,但是一般在穩壓二極體的規格定義裡,VRMM及IF卻沒有特別記載(甚至沒有記載),為什麼穩壓二極體會沒有特別記載的原因,因為牽涉到它的工作特性關係,這一部分等到以後有用到再討論。

    最後我們來看快速二極體及肖特基二極體的部份,我們還是在下方連結下載一份快速二極體的Datasheet,下載完成後請打開它。



    這是UF540x快速二極體系列的規格表,連同電晶體跟MOSFET,我要講第三遍了,看Datasheet要先看什麼種類及用途,像UF540x它開宗明義就告訴你,它是Ultrafast Silicon Rectifier Diodes(極快速矽質整流二極體),它有些特性跟上面的1N5408是一樣的,例如它的編號同樣是從UF5400到UF5408,代表著VRRM從50V到1000V,它的IF一樣是3A,但是它有一個1N5408沒有的記載,那就是︰
    Max Reverse Recovery Time,簡稱trr,它的中文應該稱做最大逆向恢復時間。其實當二極體在擔任整流工作時,正處於順向導通狀態(例如正半波通過),接著轉為逆向時(例如負半波),二極體會短暫處於逆向導通的狀態,快速二極體就是設計來縮短這段逆向導通時間的產品,這個參數越小表示恢復速度越快,像UF540x系列它的trr是在50nS到75nS之間,大家在選擇代換快速二極體時,一定要留意這個地方。
    而蕭特基二極體代換也不困難,它跟上面介紹的二極體一樣,原本是蕭特基型,就一定要找蕭特基型代用,再加上VRRM及IF後,就只剩下封裝及腳位,我在下方留一常見的STPS4045CW蕭特基二極體連結,大家下載後打開看看︰



    看吧!大標題就告訴你POWER SCHOTTKY RECTIFIERS(功率蕭特基整流器),在電源供應器的電路板有的會有TO-220及TO-247兩種封裝,而廠商通常是使用TO-220,如果電路板兩種封裝都可以使用,我建議大家用TO-247的比較不會壞。最後大家千萬要注意腳位,這種複合型的二極體有共陰極與共陽極兩種,像STPS4045CW的腳位就是共陰極,弄錯了可是會捅出大麻煩的。

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 樓主| 發表於 2010-1-6 14:20:02 | 顯示全部樓層
目前先寫到這裡,有使用到別種二極體時再補述。
發表於 2010-1-6 17:58:58 | 顯示全部樓層
2極體~好多輝殺殺~~~~ 慢慢消化
W大 我之前用的 這個外觀不一樣 ~快速2極體 ~~
跟廠家 有關嗎? 還是用途
http://bbs.pigoo.com/thread-18025-1-1.html
老闆跟我講 我買的 BYC26C 差在 NS ...現在聊解 NS 越小越好 ~......
發表於 2010-1-6 19:06:09 | 顯示全部樓層
謝謝 w 大的用心 !!!

希望有心學好電路的 , 要好好用心的看 !!!

才不會辜負 w 大的用心啊 !!!
發表於 2010-1-6 21:07:00 | 顯示全部樓層
W大~~~~~
有關高速二極體與.蕭基特二極體...最重要的是要看逆向回復速度....
但我想了解的是~~~
這速度的規格要看哪裡.....

是下面這一行嗎?
dV/dt Critical rate of rise of reverse voltage 10000 V/ms
因為...這個整流速度在目前所使用的變壓器中...算是很重要的資訊吧...
用交流檔檢查變壓器二次電壓根本無法檢測....示波器...我的又很濫...根本跟不上...
所以很好奇~~~這種整流速度~~~要看哪一行~~~~
 樓主| 發表於 2010-1-6 21:38:39 | 顯示全部樓層
快速(Fast)、極快速(Ultra Fast)二極體都看Max Reverse Recovery Time,簡稱trr。
如果是蕭特基的話,它的ttr通常是個位數,比超快速二極體還快,只是好像都沒記載,蕭特基還有一個比快速二極體更好的優點,那就是Forward Voltage Drop(簡稱VF)很低,這句中文的意思是順向導通電壓,你看一下STPS4045CW它的VF,當它工作在20A時,它的VF居然只有0.56V,你可以對照有記載VF參數的快速二極體或極快速二極體,可能不但無法提供這麼高的安培數,就算有VF也會高的嚇人才對。
發表於 2010-1-6 21:59:46 | 顯示全部樓層

回復 6# 的帖子

W大,VF是膝點電壓嗎?印象中,老師曾說,膝點電壓決定在半導體是矽或是鍺而定(不知道有沒有記錯 ),怎麼跑出0.56V這種電壓(難道是摻雜雜質半導體)?
發表於 2010-1-6 22:56:13 | 顯示全部樓層
挖勒~~~~看了之後~~~還是無法理解.......暈倒~~~~
看樣子....只好~~~慢慢理解~~~~從實際維修中摸索了~~
不然就等W大的後續教學文章了~~~先學到這就好~~~
 樓主| 發表於 2010-1-6 23:13:29 | 顯示全部樓層

回復 7# 的帖子

課本或老師都說過,鍺二極體的順向偏壓0.2V左右,矽二極體的順向偏壓0.6V左右,你用三用電錶測試,真的是上述沒錯呀!但是這時流過的電流是多少?1mA還是10mA?你看一下1N5408的VF欄︰
VF Forward Voltage  3.0A  1.2 V,當它流過3A的時候已經變成1.2V了,如果安培數再大呢(假設iN5408可以)?因為VF與安培數成正比,所以VF還會繼續加大,但是你看STPS4045CW這個蕭特基二極體,它流過20A時居然VF只有0.56V。
如果比這點,蕭特基的性能比一般二極體好太多了對吧!
發表於 2010-2-10 20:11:32 | 顯示全部樓層
電子料材的第一步!
發表於 2010-2-10 21:10:35 | 顯示全部樓層
原帖由 wish 於 2010-1-6 11:13 PM 發表 http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif
但是你看STPS4045CW這個蕭特基二極體,它流過20A時居然VF只有0.56V。
如果比這點,蕭特基的性能比一般二極體好太多了對吧!


W 大,看到這邊,我有一個一直存在的疑問。
通常 PN 會有 0.7V (約 0.6XXV) 啦。
那這種低於0.7的是怎麼做出來的?
發表於 2010-3-23 19:42:43 | 顯示全部樓層
電晶体的基本在於半導体掺雜及接面構造,是半導体物理學,
在smith 微電子電路中有提到接面電壓的圍在0.6~0.8v之間.
與接面的掺雜濃度有關,高有利降低接面電壓,但是不利電晶特性(如早期的電晶体純度較低,性能不佳.

蕭特基的特點是金屬接面與一般二極体pn接面不同,所以是低順向壓降及快速切換..
發表於 2011-8-8 07:32:19 | 顯示全部樓層
看了W大的教學,知識又長了一些~~thank!
發表於 2011-8-8 11:59:12 | 顯示全部樓層
wish解說方式簡單明確.比學校老師上課差很大
發表於 2011-10-25 09:31:47 | 顯示全部樓層
請問W大
在實際維修中常會有燒得難以辨示的情況
這時該如何辨斷它是那一種二極體
又該如何選擇代用件呢
發表於 2012-2-18 19:47:51 | 顯示全部樓層
感謝W大的分享教學
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