到底是什么决定了二极管的最高工作频率?

💡 原文中文,约2300字,阅读约需6分钟。
📝

内容提要

二极管的最高工作频率由结电容和反向恢复时间决定。肖特基二极管的工作频率由结电容决定,而PN结二极管的工作频率由反向恢复时间决定。肖特基二极管的反向恢复时间很短,速度最快,可以工作在更高的频率。结电容和反向恢复时间都会影响二极管的最高工作频率。

🔎

延伸解读

反向恢复时间与结电容:两个独立参数

文章明确指出,反向恢复时间绝不能等同于结电容的充放电时间。通过对比快恢复二极管RS1B-13F,其结电容为15pF,若按结电容充电计算,从0V充到-50V仅需约1.5ns,而实际反向恢复时间高达150ns,相差两个数量级。这证明反向恢复时间并非由结电容决定,两者是影响二极管工作频率的独立因素。

肖特基二极管:结电容大却频率高

在相同耐压、封装和电流条件下,肖特基二极管B1100-13-F的结电容高达80pF,远大于其他PN结二极管的10-20pF。然而,肖特基二极管的反向恢复时间极短(理论上不存在),因此其最高工作频率反而最高。这说明对于肖特基二极管,限制频率的关键是结电容,而非反向恢复时间。

PN结二极管:反向恢复时间主导频率上限

对于PN结二极管(包括快恢复、超快恢复和普通二极管),反向恢复时间的影响远大于结电容。结电容通常只有几十pF,而反向恢复时间却相差一个数量级。因此,PN结二极管的最高工作频率主要由反向恢复时间决定。若反向恢复时间过长,在高频下电压翻转后反向电流尚未恢复,二极管就失去了反向截止能力。

实际选型:关注主要限制因素

文章指出,结电容和反向恢复时间都会影响二极管的最高工作频率,具体由谁决定取决于哪个影响更大。对于肖特基二极管,应重点关注结电容;对于PN结二极管,则应重点关注反向恢复时间。设计时需根据应用频率和二极管类型,判断主要限制参数,避免因单一参数误判而选错器件。

❓

Q&A

二极管的最高工作频率由哪些因素决定?

二极管的最高工作频率由结电容和反向恢复时间决定。

肖特基二极管与PN结二极管的工作频率有什么不同?

肖特基二极管的工作频率由结电容决定,而PN结二极管的工作频率由反向恢复时间决定。

什么是反向恢复时间,它对二极管的影响是什么?

反向恢复时间是电流降低到最大值的0.1倍所需的时间,影响二极管的最高工作频率。

结电容过大对二极管的工作频率有什么影响?

结电容过大会限制二极管的工作频率,因为频率越高,电容的阻抗越低,信号会直接通过电容。

肖特基二极管的反向恢复时间与其他二极管相比有什么特点?

肖特基二极管的反向恢复时间很短,因此可以在更高的频率下工作。

为什么反向恢复时间不能等同于结电容的充放电时间?

反向恢复时间是电流降低到最大值的0.1倍所需的时间,而结电容的充放电时间通常更短,二者是不同的概念。

🏷️

标签

➡️

继续阅读