二極體規格特性辨識教學

wish

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。

wish

目前先寫到這裡，有使用到別種二極體時再補述。

carzy1kimo

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 ~......

jeanshyen

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 !!!

shunxing

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~~~~

wish

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。

s10274chen

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）？

shunxing

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~~~

wish

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！

cnpan

電子料材的第一步!

逃兵

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？

cnpan

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..

jakeuk

看了W大的教學，知識又長了一些~~thank!

gs1rt

wish解說方式簡單明確.比學校老師上課差很大

carlos_liu

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

mog1688

感謝W大的分享教學