如何巧妙运用二极管的导通压降

只看该作者 · 2016-12-27 15:02

二极管电子电路中最基础的元器件之一。作为最常见的元器件之一，二极管的基本性能参数我们都很熟悉，但也有一些很重要的参数很容易被我们忽视，它们到底是什么参数呢？
1、二极管导通电压

二极管最大特性是具有单向导通性，因此被广泛应用于整流电路、开关电路、保护电路等场合。所谓单向导电性，是指在二极管PN结两端接入反向电压时，二极管截止；在PN结两端接一定值的正向电压时，二极管才能导通。这个一定值的正向电压，就是二极管的正向导通压降。大学学习时常把二极管导通压降认定为0.7V，但实际上，二极管的正向导通压降并不是固定不变，而是和二极管流过的电流、环境温度有关，它们的关系如下：i=IS(equ/kt-1)

其中，IS是二极管的反向饱和电流，q是电子电量，k是玻尔兹曼常数，T是热力学温度。在二极管的datasheet中也可以看到正向电压的曲线图。

当温度一定时，流过二极管的电流越大，导通电压越大。将1N4148接在电源输出端做防反接，当流过0～100mA电流时，1N4148输出端电压纹波达600mV，导致系统工作不正常。

由于二极管的导通压降和流过的电流成正比，减小电流的跳动范围，就可以减小导通压降的变化幅度。在二极管输出端加入10mA的恒定负载，当流过1N4148的电流从10mA至100mA时，输出电压纹波降到了260mV。

2、二极管结电容

二极管结电容也是容易被人忽视的重要参数。在低频电路中，结电容的影响可以忽略不计。但在高频电路中，结电容过大甚至能造成电路工作不正常。

以ESD保护二极管为例。为了防止外部静电损坏内部电路，在高速通讯接口处通常都会加上ESD保护器件。ESD本身存在数十皮法的结电容，由于高速信号驱动能力有限，结电容越大，总线频率越高，信号上升时间就越大，最终可能造成总线通讯失败。因此将二极管应用在高速信号上时，尽量选择结电容小的型号。

如果二极管型号已经确定无法修改，而又要降低结电容时该怎么办呢？

从下表看到，二极管结电容和其承受的反向电压呈反比，反向电压越大，结电容越小。因此可以通过增大二极管承受的反向电压来降低二极管的结电容。