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貼片式二極管

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變容片式二極管 變容二極管      
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瞬變抑制二極管 P6KE SMBJ SMAJ SMCJ
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片式二極管概述

片式二極管SMD Diode

全稱:片式晶體二極管,也稱爲:貼片二極管
片式晶体二極管属于最基础的片式半导体器件,其最重要的性质就是单向导电特性。半导体是一种特殊性质的物质,它不像导体一样可以导电,也不像绝缘体那样不能导电,而是介于二者之间,所以称之为半导体,在半导体中有二种最重要的元素就是硅和锗,晶体二極管根据所用的半导体材料,可分为锗二極管(Ge管)和硅二極管(Si管)。
晶体二極管的实质是一个由P型半导体和N型半导体形成的“PN结”,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于“PN结”两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等,而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用,使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压达到一定程度时,P-N结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,形成大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二極管的击穿现象。
片式二極管的种类繁多,目前,主要有以下系列产品得到了广泛应用:

片式二極管选用常识


1、節能燈和電子整流器三極管參數的選擇指南
2、二極管的导电特性介绍
 
 
 
 
節能燈和電子整流器三極管參數的選擇指南
過去,人們對用于節能燈、電子鎮流器三極管參數的要求定位是不清晰的。除了BVceo、BVcbo、iceo、hFE、Vces、ic等常規參數要求之外,低頻管只有特征頻率的要求(一般在幾兆數量級)。但是,特征頻率是對正弦波線性放大的要求,與開關工作狀態下三極管開關參數不是一個概念。另外,由于認識水平和國內硬件條件的限制,妨礙了人們對燈用三極管的參數進行有效的控制和鑒別。本文試圖將節能燈和電子鎮流器用三極管的選擇做一些總結,以便充分了解應用過程中三極管的損壞機制。

完整的功率容限曲線

降低三極管的發熱損耗

放大倍數hFE和貯存時間ts

完整的功率容限曲線

功率容限(SOA)是一個曲線包圍的區域(圖1),當加在三極管上的電壓、電流坐標值超過曲線範圍時,三極管將發生功率擊穿而損壞。在實際應用中,某些開關電源線路負載爲感性,三極管關斷後,電感負載産生的自感電勢反峰電壓加在三極管的CE極之間,三極管必須有足夠的SOA、BVceo和BVcbo值才能承受這樣的反壓。

必須注意:目前一般三極管使用廠家不具備測試SOA的條件,即使是有條件的半導體三極管生産廠家,具備測試該指標的能力,但是儀器測試出的往往只是安全工作區邊界點上的數值,而不是SOA曲線的全部。這樣就有可能出現:在一點上SOA值完全一樣的兩對三極管,實際線路上使用過程中,一對三極管損壞了,而另外一對卻沒有損壞。

因此,在選擇燈用三極管的過程中,一定要找到器件生産廠家提供的完整SOA曲線。

降低三極管的發熱損耗

目前,节能灯、电子镇流器普遍采用上下管轮流导通工作的线路,电感负载产生的自感电势反峰电压经由导通管泄放,所以普遍感到三極管常温下SOA值在节能灯、电子镇流器线路中不十分敏感。而降低三極管的發熱損耗却引起了业界的普遍关注,这是因为三極管的二次击穿容限是随着温度的升高而降低的(图2)。

三極管在電路中工作一段時間以後,線路元器件會發熱(包括管子本身的發熱),溫度不斷上升導致三極管hFE增大,開關性能變差,二次擊穿特性下降。反過來,進一步促使管子發熱量增大,這樣的惡性循環最終導致三極管擊穿燒毀。因此,降低三極管本身的發熱損耗是提高三極管使用可靠性的重要措施。

實驗表明:晶體管截止狀態的功耗很小;導通狀態的耗散占一定比例,但變化余地不大。晶體管耗散主要發生在由飽和向截止和由截止向飽和的過渡時期,而且與線路參數的選擇及三極管的上升時間tr、下降時間tf有很大關系。

最近幾年,業界推出的節能燈和電子鎮流器專用三極管都充分注意到降低産品的開關損耗,例如,國産BUL6800系列産品在優化MJE13000系列産品的基礎上,大幅提高了産品的開關損耗性能。

此外,控制磁環參數也有利于控制損耗。因爲磁環參數的變化會引起三極管Ib的變化,影響三極管上升和下降時間。三極管過驅動可以造成三極管嚴重發熱燒毀,而三極管驅動不足,則可能造成三極管冷態啓動時瞬時擊穿損壞。

放大倍數hFE和貯存時間ts

三極管的hFE参数与贮存时间ts相关,一般hFE大的三極管ts也较大,过去人们对ts的认识以及ts的测量仪器均较为欠缺,人们更依赖hFE参数来选择三極管。

在开关状态下,hFE的选择通常有以下认识:第一、hFE应尽可能高,以便用最少的基极电流得到最大的工作电流,同时给出尽可能低的饱和电压,这样就可以同时在输出和驱动电路中降低损耗。但是,如果考虑到开关速度和电流容限,则hFE的最大值就受到限制;第二、中国的厂家曾经倾向于选用hFE较小的器件,例如hFE为10到15,甚至8到10的三極管就一度很受欢迎(后来,由于基极回路流行采用电容触发线路,hFE的数值有所上升),hFE的数值小则饱和深度小,从而有利于降低晶体管的发热。

实际上,晶体管的饱和深度受到Ib、hFE两个因素的影响,因而通过磁环及绕组参数、基极电阻 Rb的调整,也可以降低饱和深度。

目前,业界推出的节能灯和电子镇流器专用三極管都十分注重对贮存时间的控制。因为贮存时间ts过长,电路的振荡频率将下降,整机的工作电流增大易导致三極管的损坏。虽然可以调整扼流圈电感及其他元器件参数来控制整机功率,但ts的离散性,将使产品的一致性差,可靠性下降。例如,在石英灯电子变压器线路中,贮存时间太大的晶体管可能引起电路在低于输出变压器工作极限的频率振荡,从而造成每个周期的末端磁芯饱和,这使得晶体管ic在每个周期出现尖峰,最后导致器件过热损坏。

如果同一线路上的两个三極管贮存时间相差太大,整机工作电流的上下半波将严重不对称,负担重的那只三極管将容易损坏,线路也将产生更多的谐波和电磁干扰。

实际使用表明,严格控制贮存时间ts并恰当调整整机电路,就可以降低对hFE参数的依赖程度。还值得一提的是,在芯片面积一定的情况下,三極管特性、电流特性与耐压参数是矛盾的,中国市场曾经用BUT11A来做220V40W电子镇流器,其出发点是BVceo、BVcbo数值高,但是目前绝大部分电子镇流器线路中,已经没有必要过高选择三極管的电压参数。

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二極管的导电特性介绍
  二極管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中,电流只能从二極管的正极流入,负极流出。下面通过简单的实验说明二極管的正向特性和反向特性。
  1、正向特性     在电子电路中,将二極管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二極管就会导通,这种连接方式,称为正向偏置。必须说明,当加在二極管两端的正向电压很小时,二極管仍然不能导通,流过二極管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)以后,二極管才能直正导通。导通后二極管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V),称为二極管的“正向压降”。
  2、反向特性      在电子电路中,二極管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二極管中几乎没有电流流过,此时二極管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二極管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二極管,称为漏电流。当二極管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二極管将失去单方向导电特性,这种状态称为二極管的击穿。
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