电路设计如何选择合适的二极管？13个点帮你总结，搞定二极管选型

　　二极管在电子电路中具有广泛的用途，它可以充当整流器、反向阻断器、开关转换器等角色。然而，无论应用场景如何，在电路设计中选择二极管时，都需要考虑一些相同的重要参数，这些参数通常能在二极管的数据手册（Datasheet）中找到。以下为您详细介绍这些参数。
　　正向电压（VF）
　　正向电压指的是二极管处于偏置状态时，阳极和阴极之间的压降测量值。在数据手册里，正向电压会在相关表格和图表中给出。以 VS - E5TH3012S2L - M3 为例，在其电气特性部分，通常会提供正向电压的值、典型值和值。在典型的正向压降特性图表中，展示了在特定温度下正向电压和正向电流之间的关系。在设计电路时，需要明确二极管的电流水平，然后依据该电流值在图表中查找对应的正向电压。从图表中还能获取到更多信息，比如正向电压降在负温度下达到，而在热温度下。假设流向该二极管的实际电流为 10A，预期温度为 25℃，那么此时应使用的正向电压为 1.5V。
　　正向电流（IF）
　　正向电流额定值是二极管数据手册中的平均整流正向电流，它代表着二极管能够处理的电流。若实际电流超过这个数值，二极管可能会遭到损坏。下面是 VS - E5TH3012S2L - M3 二极管的正向电流额定值情况。

　　非重复峰值正向电流 (IFSM)
　　在部分数据手册中，它也被称作非重复浪涌电流或者峰值电流，是二极管能够承受的性浪涌电流。只要不超出表格中规定的条件，二极管就不会被损坏。在系统启动期间，可能会出现非常高的单脉冲浪涌电流，所以二极管的这一额定值十分重要。
　　重复峰值正向电流 (IFRM)
　　这是一种重复电流，但并非直流或者连续电流，它有特定的条件限制，例如波形的类型、持续时间和频率等。只要不超过规定数值，二极管就能正常工作。当系统启动期间预计会有一些浪涌电流脉冲时，这个参数就显得尤为关键。
　　重复峰值反向电压 (VRRM)
　　这是选择二极管时的一个关键因素。重复峰值反向电压是二极管能够承受的重复反向电压，一旦超过这个值，二极管就会损坏。以下是 VS - E5TH3012S2L - M3 二极管的数据表相关内容。在二极管反向偏置时，会承受电源电压，此外，在电感电路中，反冲电压会叠加在电源电压上，从而导致电路开路电压非常高，所以这一额定值极为重要。
　　功耗
　　在选择二极管时，功耗是一个不可忽视的重要因素。正向电压（VF）和正向电流（IF）会产生一定的功耗。当二极管用于开关转换时，开关损耗会使传导损耗（VF 乘以 IF）进一步增加。有些数据手册会提供二极管的典型功耗，不过也有部分不会提供。典型功耗通常是在 25℃的标准环境温度下得到的二极管额定功率。二极管的功耗能力取决于结温、应用温度（环境或外壳温度）和热阻，可以通过以下等式计算：
　　功耗能力 = (T J max – Tamb max) / Rth JA 或者 功耗能力 = (T J max – Tc max) / Rth JC
　　其中，TJ max 是数据表中给出的结温，Tamb max 是工作环境温度，Tc max 是外壳温度，Rth JA 是结点到环境的热阻。
　　结温和存储温度
　　二极管的结温通常处于一定的范围之内，一旦超出这个范围，二极管就会损坏。此外，还有存储温度这一参数。存储温度属于非功能性额定值，意味着二极管在此状态下不导电。虽然看似简单，但存储温度也非常重要，如果存储条件不当，同样会导致二极管失效。
　　热阻
　　热阻可以分为从结点到外壳（Rth JC）或从结点到环境 (Rth JA) 两种情况。它是二极管的一个重要额定值，主要用于计算二极管在特定情况或者环境温度下的功耗能力。关于如何使用热阻，在前面的功耗部分已经进行了介绍。
　　反向恢复时间 (trr)
　　当二极管应用于开关转换器、开关模式电流或任何正向和反向偏置连续变化的电路中时，反向恢复时间是一个至关重要的参数。在这类应用中，通常要求反向恢复时间尽可能短。反向恢复时间越长，反向电流流过的时间就越长，这会导致开关损耗增加。
　　电流应力
　　电流应力用于衡量允许流向二极管的实际电流大小。一般来说，电流应力水平控制在 50% - 70% 之间，不过在某些情况下，也可以允许达到 80% - 90%，这主要取决于电路的设计。其计算公式为：电流应力 =（实际电流 / 额定电流）x 100% ，其中实际电流是流向二极管的电流，额定电流可以是二极管的正向电流或峰值浪涌电流。要获得实际电流，如果电路正在运行，可以使用电流表将其串联到二极管来测量，但要确保电流表保险丝能够承受相应的电流水平。如果有示波器，也可以和电流探头一起使用，将电流探头夹在连接二极管的导线上，然后将测量设备设置为记录平均值 (DC) 或 rms 值，对于示波器而言，这两个参数可以同时显示。
　　电压应力
　　与电流应力类似，电压应力是对二极管允许的实际电压大小的测量。通常情况下，电压应力约为 50% - 70%，但在某些情况和限制下，可能会高达 90%。其计算公式为：电压应力 =（实际电压 / 额定电压）x 100% ，其中实际电压是二极管在反向偏置期间所承受的电压，额定电压是重复的峰值反向电压。测量电压应力时，可以使用电压表测量实际电路峰值反向电压，只需在二极管两端连接电压表，将电压表负探针连接到阳极，正极探针连接到二极管阴极。如果二极管处于连续打开和关闭的状态，则需要使用示波器来测量电压。
　　功率应力
　　功率应力表示二极管允许的功率耗散。在大多数情况下，电源应力设置为 50%，但在某些设计中，可能会高达 80% 以上。其计算公式为：功率应力 =（实际功率 / 额定功率）x 100% ，其中实际功率是二极管的实际计算功耗，而额定功率是二极管的等效功率耗散能力。
　　热应力
　　热应力用于评估二极管工作的温度高低，一般控制在 50% 左右，在一些设计中，可能会达到 80%。只要工程师能够确定二极管在产品预期使用寿命之前不会失效，这样的热应力设置就是可行的。其计算公式为：热应力 =（实际温度 / 额定温度）x 100% ，其中实际温度可能是外壳或结温，额定温度是数据表中指定的温度。