齊納二極管是一種特殊類型的二極管,利用反向擊穿特性來穩(wěn)定電壓。當反向電壓達到齊納電壓(如3.3V、5.1V等)時,二極管進入擊穿區(qū),此時即使電流變化較大,電壓仍保持穩(wěn)定。這一特性使其廣泛應用于穩(wěn)壓電路中,例如為微控制器、傳感器等提供穩(wěn)定的參考電壓。齊納二極管通常與限流電阻配合使用,構成簡單的線性穩(wěn)壓電路。與復雜的穩(wěn)壓芯片相比,齊納二極管成本低、電路簡單,適用于低功耗、小電流的場合,如電池供電設備或精密測量儀器。 與分立二極管相比,模塊方案可減少 50% 以上的焊接點,降低虛焊風險。河北PIN型二極管
二極管具有單向?qū)щ娦?,二極管的伏安特性曲線如圖2所示 。二極管的伏安特性曲線在二極管加有正向電壓,當電壓值較小時,電流極小;當電壓超過0.6V時,電流開始按指數(shù)規(guī)律增大,通常稱此為二極管的開啟電壓;當電壓達到約0.7V時,二極管處于完全導通狀態(tài),通常稱此電壓為二極管的導通電壓,用符號UD表示。
對于鍺二極管,開啟電壓為0.2V,導通電壓UD約為0.3V。在二極管加有反向電壓,當電壓值較小時,電流極小,其電流值為反向飽和電流IS。當反向電壓超過某個值時,電流開始急劇增大,稱之為反向擊穿,稱此電壓為二極管的反向擊穿電壓,用符號UBR表示。不同型號的二極管的擊穿電壓UBR值差別很大,從幾十伏到幾千伏。
中國香港阻尼二極管替換二極管模塊時,需確保新器件的電壓、電流參數(shù)不低于原型號,且封裝兼容。
在逆變器電路中,二極管模塊作為續(xù)流二極管(Freewheeling Diode),保護功率開關管(如IGBT或MOSFET)免受反向電動勢損壞。當感性負載(如電機繞組)突然斷電時,會產(chǎn)生高壓瞬態(tài)電流,續(xù)流模塊提供低阻抗通路,使能量通過二極管回饋至電源或耗散在電阻上。例如,變頻器和伺服驅(qū)動器中常采用集成續(xù)流二極管的IPM(智能功率模塊),其耐壓可達1200V以上,響應時間納秒級。模塊化設計還優(yōu)化了寄生電感,抑制電壓尖峰,顯著提高系統(tǒng)可靠性,適用于工業(yè)自動化及軌道交通等干擾環(huán)境。
PN結形成原理
P型和N型半導體P型半導體是在本征半導體(一種完全純凈的、結構完整的半導體晶體)摻入少量三價元素雜質(zhì),如硼等。
因硼原子只有三個價電子,它與周圍的硅原子形成共價鍵,因缺少一個電子,在晶體中便產(chǎn)生一個空位,當相鄰共價鍵上的電子獲得能量時就有可能填補這個空位,使硼原子成了不能移動的負離子,而原來的硅原子的共價鍵則因缺少一個電子,形成了空穴,但整個半導體仍呈中性。這種P型半導體中以空穴導電為主,空穴為多數(shù)載流子,自由電子為少數(shù)載流子。
N型半導體形成的原理和P型原理相似。在本征半導體中摻入五價原子,如磷等。摻入后,它與硅原子形成共價鍵,產(chǎn)生了自由電子。在N型半導體中,電子為多數(shù)載流子,空穴為少數(shù)載流子。
因此,在本征半導體的兩個不同區(qū)域摻入三價和五價雜質(zhì)元素,便形成了P型區(qū)和N型區(qū),根據(jù)N型半導體和P型半導體的特性,可知在它們的交界處就出現(xiàn)了電子和空穴的濃度差異,電子和空穴都要從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域擴散,它們的擴散使原來交界處的電中性被破壞
光伏逆變器中,IGBT 與二極管模塊并聯(lián),構成功率開關單元實現(xiàn)能量雙向流動。
醫(yī)療影像設備(如CT機)的X射線管需要超高穩(wěn)定度的高壓電源。齊納二極管模塊通過多級串聯(lián),提供準確的參考電壓(誤差±0.1%),確保成像質(zhì)量。模塊的真空封裝和陶瓷絕緣設計避免高壓擊穿,同時屏蔽電磁干擾。在生命支持設備(如呼吸機)中,低漏電流二極管模塊(<1nA)防止微小信號失真,保障患者安全。此外,模塊的生物相容性材料(如醫(yī)用級硅膠)通過ISO 13485認證,滿足醫(yī)療電子的嚴格法規(guī)要求。 利用 PN 結單向?qū)щ娦?,二極管模塊在電路中實現(xiàn)電流單向?qū)ǎ钄喾聪螂娏?。CRRC 二極管多少錢
賽米控快速恢復二極管模塊可降低開關損耗,提升系統(tǒng)效率,是光伏逆變器和UPS電源的理想選擇。河北PIN型二極管
二極管模塊在電動汽車中的高壓整流與隔離電動汽車的OBC(車載充電機)和DC-DC轉(zhuǎn)換器依賴高壓二極管模塊實現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)換。例如,碳化硅(SiC)肖特基二極管模塊可承受1200V以上電壓,開關損耗比硅器件降低70%,明顯提升充電速度并減少散熱需求。在電池管理系統(tǒng)(BMS)中,隔離二極管模塊防止不同電池組間的異常電流倒灌,確保高壓安全。模塊的環(huán)氧樹脂密封和銅基板設計滿足車規(guī)級抗震、防潮要求(如AEC-Q101認證),適應嚴苛的汽車電子環(huán)境。未來,隨著800V高壓平臺普及,SiC和GaN二極管模塊將成為主流。 河北PIN型二極管