开关二极管的原理及衡量好坏参数

开关二极管原理

开关二极管是半导体二极管的一种，是为在电路上进行“开”、“关”而特殊设计制造的一类二极管。它由导通变为截止或由截止变为导通所需的时间比一般二极管短，常见的有2AK、2DK等系列，主要用于电子计算机、脉冲和开关电路中。  

半导体二极管导通时相当于开关闭合（电路接通），截止时相当于开关打开（电路切断），所以二极管可作开关用，常用型号为1N4148。由于半导体二极管具有单向导电的特性，在正偏压下PN结导通，在导通状态下的电阻很小，约为几十至几百欧；在反向偏压下，则呈截止状态，其电阻很大，一般硅二极管在10ΜΩ以上，锗管也有几十千欧至几百千欧。利用这一特性，二极管将在电路中起到控制电流接通或关断的作用，成为一个理想的电子开关。  

以上的描述，其实适用于任何一支普通的二极管，或者说是二极管本身的原理。但针对于开关二极管，最重要的特点是高频条件下的表现。  

高频条件下，二极管的势垒电容表现出来极低的阻抗，并且与二极管并联。当这个势垒电容本身容值达到一定程度时，就会严重影响二极管的开关性能。极端条件下会把二极管短路，高频电流不再通过二极管，而是直接绕路势垒电容通过，二极管就失效了。而开关二极管的势垒电容一般极小，这就相当于堵住了势垒电容这条路，达到了在高频条件下还可以保持好的单向导电性的效果。  

开关二极管特性

开关二极管从截止（高阻状态）到导通（低阻状态）的时间叫开通时间；从导通到截止的时间叫反向恢复时间；两个时间之和称为开关时间。一般反向恢复时间大于开通时间，故在开关二极管的使用参数上只给出反向恢复时间。开关二极管的开关速度是相当快的，像硅开关二极管的反向恢复时间只有几纳秒，即使是锗开关二极管，也不过几百纳秒。  

开关二极管具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点，广泛应用于电子设备的开关电路、检波电路、高频和脉冲整流电路及自动控制电路中。

衡量开关二极管好坏的参数：         

1. 反向恢复时间  

由于开关二极管的开关时间是开通时间和反向恢复时间的总和，因此开通时间是开关二极管从截止到导通所需的时间，开通时间很短，一般可以忽略不计；反向恢复时间是导通到截止所用时间，反向恢复时间比开通时间长得多。因此，反向恢复时间是开关二极管的主要参数。 通常，硅开关二极管的反向恢复时间小于3 ns——10 ns； 锗开关二极管的反向恢复时间要长一些。    

2. 反向击穿电压  

当开关二极管两端的反向电压超过规定值时，二极管可能会击穿损坏。决定开关二极管的上限是蕞高的反向工作电压，该反向电压不能超过规定值，否则会损毁。    

3. 正向整流电流  

也就是说，当开关二极管工作在正向工作电压时，允许通过它的正向电流。

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