Переключательные диоды

Переключательный диод — это малосигнальная деталь, выбираемая по тому, насколько быстро она переключается и сколько заряда накапливает, а не по тому, какой ток она может пропускать. Haiben поставляет переключательные, Шоттки, TVS и ESD приборы в корпусах для поверхностного монтажа от SOD-882 и DFN0603-2L до SOD-123 и DO-27, наряду с линейкой Weforsemi полупроводников собственного бренда. Эта страница объясняет, что делают эти детали в сигнальных схемах и как выбирать между поставляемыми семействами.

Что делают переключательные диоды в сигнальных схемах

Переключательный диод проводит в одном направлении и блокирует в другом, и выбирается так, чтобы переход между этими двумя состояниями происходил быстро. Определяющими параметрами являются время обратного восстановления, ёмкость перехода и обратная утечка; прямой ток обычно невелик. На практике эти детали направляют сигналы логического уровня, ограничивают узлы, изолируют каскады, образуют простые логические элементы и защищают входы от переходных процессов. Один и тот же физический прибор часто называют сигнальным диодом, когда акцент на обработке сигналов низкого уровня, а не на скорости переключения, поэтому эта страница охватывает обе роли под одним заголовком.

Вокруг переключательной функции располагаются два связанных семейства. Диоды Шоттки используют переход металл-полупроводник, что даёт более низкое прямое напряжение и отсутствие значительного накопления неосновных носителей, поэтому они быстро переключаются и подходят для ограничения и защиты от обратной полярности. Диоды TVS и ESD предназначены для поглощения коротких переходных процессов; они определяются пиковой импульсной мощностью, пиковым импульсным током и напряжением ограничения, а не прямым током. Выбор между тремя — главное решение в большинстве проектов сигнальных схем.

Поставляемый ассортимент переключательных диодов

Роль класса 1N4148 — центр ассортимента. VC1N4148WB в корпусе SOD-123 несёт IF(AV) 150 мА с обратной утечкой 1 мкА, является быстродействующим переключательным типом в пластиковом корпусе для поверхностного монтажа с двумя выводами, и в листинге платформы он классифицирован при Vr 75 В. VC1N4148WTB в корпусе SOD-523 — быстродействующий диод на 100 В в сверхмалом корпусе для поверхностного монтажа с высокой проводимостью, предназначенный для переключения общего назначения. VC4148K в корпусе LL-34 — стеклянный эпитаксиальный кремниевый переключательный диод с планарной структурой. Поскольку варианты 1N4148 у нескольких производителей различаются классом напряжения и корпусом, подробное сопоставление находится на нашей Кросс-референс 1N4148 странице.

Приборы Шоттки занимают роли с низким прямым напряжением. VCDS24WZ — это диод Шоттки на 40 В, 2 А для поверхностного монтажа в корпусе SOD-123FL. VCRB520S-30B — малосигнальный SMD-диод Шоттки на 30 В, 200 мА в корпусе SOD-523, а VC103AWSB — диод Шоттки на 200 мВт в корпусе SOD-323 с низким прямым напряжением и маркировкой S4. VC5819THX в корпусе SOD-523 рассчитан на 350 мА и 150 мВт, с низким падением прямого напряжения, охранным кольцом для защиты от переходных процессов, низким временем обратного восстановления и низкой обратной ёмкостью. VC520S8-30F в корпусе SOD-882 — деталь на 150 мВт с низким Vf, а VC521S6-30X в корпусе DFNWB0603-2L — универсальный диод Шоттки класса 100 мА с IFSM 0.5 А.

Детали защиты завершают картину: VCTB3V32515LC и VCTB5V0P215YW в корпусе DFN0603-2L, VCTU7V550F3S в корпусе DFN1610-2L, VCLT550-YW в корпусе SOD-323 и VCTB24V0P415FSL, диод 24 В TVS для защиты цепи ESD.

Функции сигнальных диодов и выбор корпуса

Выбор корпуса обычно следует за функцией. Сверхмалые корпуса, такие как SOD-882, SOD-523 и DFN0603-2L, подходят для плотных плат, где диод расположен рядом с разъёмом или входом IC и важна длина трассы. Устройства защиты DFN0603-2L — хороший пример: VCTB3V32515LC является двунаправленным, работает при 3.3 В, выдерживает пиковую импульсную мощность 80 Вт и пиковый импульсный ток 8 А, соответствует IEC 61000-4-2 при +/-30 кВ воздушного и контактного разряда, имеет размеры 0.6x0.3x0.3 мм и добавляет очень низкую ёмкость с утечкой в диапазоне нА, защищая одну линию данных или питания. Где необходимо поглотить больше энергии, VCTU7V550F3S в корпусе DFN1610-2L (1.6x1.0x0.5 мм) рассчитан на рабочее напряжение 7 В, пиковую импульсную мощность 1600 Вт и пиковый импульсный ток 80 А на одной линии. VCLT550-YW в корпусе SOD-323 обеспечивает пиковую импульсную мощность 350 Вт при 8/20 мкс, низкое напряжение ограничения и соответствующее RoHS покрытие матовым оловом без свинца.

SOD-123 и SOD-323 остаются практическими вариантами по умолчанию для общего переключения и ограничения, тогда как стеклянные детали LL-34 служат для монтажа в отверстия или смешанных сборок. Пути с большим током относятся к выпрямителям, а не к сигнальным деталям: наши диодов с быстрым восстановлением и серия от 1N5400 до 1N5408, выпрямители на 3 А в корпусе DO-27, охватывающие от 50 В до 1000 В по серии, покрывают эти задачи.

Указание характеристик и кросс-референс

Начните с функции в схеме, затем установите ограничения. Для переключательной позиции подтвердите обратное напряжение с запасом, прямой ток при фактической рабочей температуре, время обратного восстановления и ёмкость относительно скорости фронта в узле. Для диодного ограничителя на Шоттки проверьте прямое напряжение при рабочем токе и обратный ток утечки при температуре, поскольку утечка быстро растёт и может нагрузить высокоимпедансный узел. Для защиты подберите напряжение пробоя или рабочее напряжение выше размаха сигнала, затем сравните пиковую импульсную мощность и напряжение ограничения с ожидаемым переходным процессом и подтвердите бюджет ёмкости на высокоскоростных линиях.

Кросс-референс выполняется в том же порядке: сначала функция, затем класс напряжения, затем корпус, затем вторичные параметры. Позиция 75 В и позиция 100 В обе могут подойти для посадочного места 1N4148, но не в каждой схеме. Наш SMD диоды ассортимент охватывает варианты для поверхностного монтажа в одном месте, а техническая документация линейки Weforsemi указывает опубликованные предельные значения, использованные выше, чтобы закупки и инженеры могли проверить одни и те же числа.

Часто задаваемые вопросы

Переключательный диод — это то же самое, что сигнальный диод?

В основном да. Сигнальный диод — это термин, описывающий роль малосигнальных компонентов, и те же приборы продаются как переключательные диоды, когда скорость является главным параметром. Эта страница охватывает оба варианта, и выбор определяется временем обратного восстановления, ёмкостью, утечкой и классом напряжения, а не названием.

Могу ли я заменить 1N4148 одним из компонентов со склада?

Часто да, но сначала проверьте. VC1N4148WB и VC1N4148WTB созданы для роли 1N4148, однако опубликованные данные различаются по классу напряжения и корпусу, поэтому проверьте обратное напряжение, ток и ёмкость относительно вашей схемы. Страница Кросс-референс 1N4148 содержит подробное соответствие.

Когда следует выбрать Шоттки вместо переключательного диода?

Выбирайте Шоттки, когда важно низкое прямое напряжение или быстрое ограничение, например, при блокировке обратной полярности или ограничении сигнала. Примите его более высокий обратный ток утечки, особенно при повышенной температуре, и проверьте, что номинальное обратное напряжение покрывает вашу шину с запасом.