Diodos de comutação

Um diodo de comutação é uma peça de pequeno sinal escolhida pela rapidez com que muda de estado e pela pouca carga que armazena, e não pela quantidade de corrente que pode conduzir. A Haiben mantém em estoque dispositivos de comutação, Schottky, TVS e ESD em encapsulamentos de montagem em superfície de SOD-882 e DFN0603-2L até SOD-123 e DO-27, juntamente com a linha Weforsemi de semicondutores de marca própria. Esta página explica o que essas peças fazem em circuitos de sinal e como escolher entre as famílias em estoque.

O que os diodos de comutação fazem em circuitos de sinal

Um diodo de comutação conduz em uma direção e bloqueia na outra, e é escolhido para que a transição entre esses dois estados ocorra rapidamente. Os parâmetros definidores são o tempo de recuperação reversa, a capacitância de junção e a fuga reversa; a corrente direta geralmente é modesta. Na prática, essas peças direcionam sinais em nível lógico, fixam nós, isolam estágios, formam portas lógicas simples e protegem entradas contra transitórios. O mesmo dispositivo físico costuma ser chamado de diodo de sinal quando a ênfase está no manuseio de sinais de baixo nível e não na velocidade de comutação, por isso esta página cobre ambas as funções em um único título.

Em torno da função de comutação situam-se duas famílias relacionadas. Os diodos Schottky usam uma junção metal-semicondutor, que proporciona uma tensão direta mais baixa e nenhum armazenamento significativo de portadores minoritários, de modo que comutam rapidamente e são adequados para funções de clamping e de polaridade reversa. Os diodos TVS e ESD são projetados para absorver transitórios curtos; são especificados por potência de pico de pulso, corrente de pico de pulso e tensão de clamping, e não por corrente direta. A escolha entre os três é a principal decisão na maioria dos projetos de circuitos de sinal.

A linha de comutação em estoque

A função da classe 1N4148 é o centro da linha. O VC1N4148WB no SOD-123 suporta IF(AV) 150 mA com fuga reversa de 1 uA, é um tipo de comutação rápida em encapsulamento plástico de montagem em superfície com dois terminais, e uma listagem de plataforma o classifica em Vr 75 V. O VC1N4148WTB no SOD-523 é um diodo de comutação rápida de 100 V em encapsulamento de montagem em superfície ultrapequeno com alta condutância, destinado à comutação de uso geral. O VC4148K no LL-34 é um diodo de comutação de silício epitaxial selado a vidro com estrutura planar. Como as variantes 1N4148 de vários fabricantes diferem em classe de tensão e encapsulamento, o mapeamento detalhado está na nossa Referência cruzada 1N4148 página.

Os dispositivos Schottky preenchem as funções de baixa tensão direta. O VCDS24WZ é um Schottky de montagem em superfície de 40 V, 2 A em SOD-123FL. O VCRB520S-30B é um Schottky SMD de pequeno sinal de 30 V, 200 mA em SOD-523, e o VC103AWSB um Schottky de 200 mW em SOD-323 com baixa tensão direta e marcação S4. O VC5819THX no SOD-523 é classificado para 350 mA e 150 mW, com baixa queda de tensão direta, construção com anel de guarda para proteção contra transitórios, baixo tempo de recuperação reversa e baixa capacitância reversa. O VC520S8-30F no SOD-882 é uma peça de 150 mW com baixo Vf, e o VC521S6-30X no DFNWB0603-2L é um diodo de barreira Schottky versátil da classe de 100 mA com IFSM 0.5 A.

As peças de proteção completam o quadro: o VCTB3V32515LC e o VCTB5V0P215YW no DFN0603-2L, o VCTU7V550F3S no DFN1610-2L, o VCLT550-YW no SOD-323 e o VCTB24V0P415FSL, um diodo TVS de 24 V para proteção de circuito ESD.

Funções dos diodos de sinal e escolhas de encapsulamento

A escolha do encapsulamento geralmente acompanha a função. Encapsulamentos ultrapequenos como SOD-882, SOD-523 e DFN0603-2L são adequados para placas densas em que o diodo fica próximo a um conector ou a uma entrada IC e o comprimento da trilha importa. Os dispositivos de proteção DFN0603-2L são um bom exemplo: o VCTB3V32515LC é bidirecional, trabalha em 3.3 V, suporta potência de pico de pulso de 80 W e corrente de pico de pulso de 8 A, está em conformidade com IEC 61000-4-2 a +/-30 kV ao ar e por contato, mede 0.6x0.3x0.3 mm e acrescenta capacitância muito baixa com fuga na faixa de nA, protegendo uma linha de dados ou de alimentação. Onde mais energia precisa ser absorvida, o VCTU7V550F3S no DFN1610-2L (1.6x1.0x0.5 mm) é classificado para tensão de trabalho de 7 V, potência de pico de pulso de 1600 W e corrente de pico de pulso de 80 A em uma linha. O VCLT550-YW no SOD-323 oferece potência de pico de pulso de 350 W a 8/20 us, baixa tensão de clamping e acabamento de terminal de estanho fosco sem Pb, em conformidade com RoHS.

O SOD-123 e o SOD-323 continuam sendo os padrões práticos para comutação e clamping gerais, enquanto as peças de vidro LL-34 atendem montagens through-hole ou mistas. Caminhos de corrente maiores pertencem aos retificadores e não às peças de sinal: nossa diodos de recuperação rápida e a série 1N5400 a 1N5408, retificadores de 3 A em DO-27 abrangendo 50 V a 1000 V ao longo da série, cobrem essas funções.

Especificação e referência cruzada

Comece pela função do circuito e depois defina os limites. Para uma posição de comutação, confirme a tensão reversa com margem, a corrente direta na temperatura de operação real, o tempo de recuperação reversa e a capacitância em relação à taxa de borda no nó. Para um grampeamento Schottky, verifique a tensão direta na corrente de trabalho e a corrente de fuga reversa na temperatura, pois a fuga aumenta rapidamente e pode carregar um nó de alta impedância. Para proteção, alinhe a tensão de standoff ou de trabalho acima da excursão do sinal, depois compare a potência de pico de pulso e a tensão de grampeamento com o transitório esperado, e confirme o orçamento de capacitância em linhas de alta velocidade.

A referência cruzada segue a mesma ordem: primeiro a função, depois a classe de tensão, depois o encapsulamento e, por fim, os parâmetros secundários. Uma listagem de 75 V e uma listagem de 100 V podem ambas atender um soquete 1N4148, mas não em todos os circuitos. Nossa Diodos SMD linha cobre as opções de montagem em superfície em um só lugar, e as fichas técnicas da linha Weforsemi declaram os limites publicados usados acima, para que compras e engenharia possam verificar os mesmos números.

Perguntas frequentes

Um diodo de comutação é o mesmo que um diodo de sinal?

Em grande parte, sim. Diodo de sinal é um termo de função que descreve peças de pequeno sinal, e os mesmos dispositivos são vendidos como diodos de comutação quando a velocidade é o parâmetro principal. Esta página cobre ambos, e a seleção é orientada pelo tempo de recuperação reversa, capacitância, fuga e classe de tensão, e não pelo rótulo.

Posso substituir um 1N4148 por uma das peças em estoque?

Frequentemente sim, mas verifique primeiro. O VC1N4148WB e o VC1N4148WTB são construídos para a função 1N4148, porém as listagens publicadas diferem em classe de tensão e encapsulamento, então verifique a tensão reversa, a corrente e a capacitância em relação ao seu circuito. A Referência cruzada 1N4148 página contém o mapeamento detalhado.

Quando devo escolher um Schottky em vez de um diodo de comutação?

Escolha Schottky onde a baixa tensão direta ou o grampeamento rápido importam, por exemplo no bloqueio de polaridade reversa ou no grampeamento de sinal. Aceite sua maior corrente de fuga reversa, particularmente em temperatura elevada, e verifique se a tensão reversa nominal cobre sua alimentação com margem.