前言
硬件工程師在進行元器件選型時,第一步就是查閱對應(yīng)的datasheet,也就是規(guī)格書,元器件datasheet會給出我們選型所需的關(guān)鍵信息,有些信息是直接給出的,有些信息是間接給出的,需要我們基于當(dāng)前規(guī)格書上的信息轉(zhuǎn)換后得出,今天就詳細講解一下二極管的datasheet,限于文章篇幅,分兩篇文章說明,此為(1)。
簡要描述/特點/關(guān)鍵參數(shù)
二極管datasheet的首頁一般會匯總下二極管的關(guān)鍵參數(shù),比如峰值,開關(guān)速度,連續(xù)反向耐壓,最大重復(fù)峰值反向電壓,重復(fù)峰值正向電流,最大總功耗,以及正向電壓降。這主要是便于已經(jīng)比較熟悉二極管選型的硬件工程師快速獲取二極管的關(guān)鍵參數(shù)。對于初級硬件工程師,建議還是仔細看后面的參數(shù),這里的參數(shù)告訴了你哪些是二極管的關(guān)鍵參數(shù)。
引腳信息/訂購信息/絲印標(biāo)識
二極管是有極性的器件,有陽極,有陰極,引腳信息主要是用于原理圖封裝繪制時定義1腳和2腳的信息。
訂購信息是用于輸出BOM時,在BOM中需要寫明的器件型號,絲印則是器件實物上的絲印信息,很多公司在抄板時,會通過這個絲印信息反向追溯二極管的型號,這里可以給大家推薦幾個小工具,可以在公眾號內(nèi)回復(fù)關(guān)鍵詞:絲印反查 獲取。
絕對最大額定值
Limiting values也就是絕對最大額定值,"絕對最大額定值"通常指的二極管能夠承受的最大允許值,超過這個值可能導(dǎo)致器件損壞或者性能下降,這個值是在極端條件下考慮的,比如溫度極端高或極端低、電壓過高或過低等情況,當(dāng)然二極管廠家datasheet注明的這個值一般會留有一定余量,但是我們設(shè)計時務(wù)必確保電路中不會超過這個值,不然產(chǎn)品出現(xiàn)批量問題,廠家是可以不承擔(dān)責(zé)任的。
VRRM:VRRM表示在datasheet中指定的溫度下可以反向重復(fù)施加的最大允許瞬時電壓,也就是這個電壓不是直流電壓,而是交流電壓,一般是工頻(50或60Hz)下的半正弦波電壓的峰值。這個參數(shù)一般當(dāng)二極管用于整流時需要特別關(guān)注。
VR:VR表示在datasheet中指定的溫度下可反向施加的最大直流電壓。
IF:IF是最大平均正向整流電流,是正常工作溫度范圍內(nèi)允許的最大平均正向電流。但是需要注意的二極管能流過多大電流取決于環(huán)境溫度的高低以及散熱條件的好壞,規(guī)格書中寫明了,器件在如下條件下:Device mounted on an FR4 Printed-Circuit Board (PCB), single-sided copper, tin-plated and standard footprint(器件安裝在FR4 PCB、單面板、鍍錫和標(biāo)準(zhǔn)封裝上。),雖然沒寫明環(huán)境溫度,但是一般是室溫25℃下才能達到250mA的通流能力,并不表示這個二極管任何條件下都能達到250mA的通流能力,總結(jié)來說IF能不能達到250mA,取決于環(huán)境溫度和PCB布局。
IFSM:浪涌電流是指二極管在規(guī)定的時間長度和波形內(nèi)能夠承載的最大電流脈沖,這是一個單次脈沖,非重復(fù)的。一般是工頻(50或60Hz)下施加一個周期的半正弦波或方波、脈沖寬度為10ms的脈沖,datasheet會注明測試波形。但是實際上我們在進行脈沖測試時,可能不是正弦波或方波,可能是三角波或者指數(shù)波,此時我們就需要將三角波或者指數(shù)波轉(zhuǎn)換成半正弦波的功率,進而評估二極管的IFSM能否滿足實際測試的波形電流。此處不展開,后續(xù)會就如何轉(zhuǎn)換進行計算單獨寫文章說明。
IFRM:重復(fù)峰值正向電流,設(shè)計時一般有點參考意義,用處不大,原因是這個和PCB散熱以及環(huán)境溫度有關(guān)系,當(dāng)二極管以PWM工作時,建議參考上一篇文章的來計算二極管的通流能力:二極管以PWM模式工作時,基于瞬態(tài)熱阻計算二極管溫升的詳細步驟。
Ptot:二極管能承受的最大功耗,規(guī)格書中給出最大功耗時備注了測試條件是器件安裝在FR4 PCB、單面板、鍍錫和標(biāo)準(zhǔn)封裝上。這意味著最大功耗這個參數(shù)也是和二極管的散熱條件有關(guān),也就是二極管能承受的最大功耗會受到環(huán)境溫度和PCB布局,功率二極管有無散熱器的影響,所以問題的核心還是溫升,評估功耗也是為了評估溫升是否符合設(shè)計要求,二極管溫升計算的另一篇文章參考:硬件工程師需要學(xué)會的用熱阻Rth(J−A)和瞬態(tài)熱阻rth(J−A)計算二極管溫升的方法(1)。
Tj:二極管的最大結(jié)溫。二極管在高溫下會表現(xiàn)出較大的反向電流,如果以PWM模式工作,會影響二極管的功耗,二極管可能會進入惡性循環(huán)->結(jié)溫升高->反向電流增加->功耗增加->結(jié)溫升高->導(dǎo)致熱失控。
Tstg:二極管的最大儲存溫度,一般大家很少關(guān)注這個參數(shù),Tstg是二極管在不施加電壓的情況下可以存放的環(huán)境溫度范圍。儲存溫度會影響二極管端子的氧化,從而影響可焊性,其他影響一般很小。