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電(diàn)子产品开发使用(yòng)转向二极管进行電(diàn)路保护


在電(diàn)子产品中,電(diàn)流也会发生溢出这种情况。但是,您会很(hěn)快听到爆裂的声音,火花(huā)和/或刺耳的气味,而不是潮湿的地板。那么,我们如何确保電(diàn)子设备不会发生这种情况?答(dá)案是转向二极管。 

转向二极管不是特定种类的二极管。取而代之的是,该术语描述了二极管是如何用(yòng)于引导或引导電(diàn)流遠(yuǎn)离其通常路径的。要完全了解什么是转向二极管,让我们快速回到二极管的基础知识。 

二极管是由PN结组成的半导體(tǐ)。在正向偏置配置中,将正電(diàn)压施加到阳极(P),将负電(diàn)压施加到阴极(N)。当施加的電(diàn)压超过必要的阈值(对于硅二极管通常為(wèi)0.7V)时,電(diàn)流开始流动。

当阳极被提供负電(diàn)压而阴极被提供正電(diàn)压时,二极管被称為(wèi)反向偏置。当反向偏置时,不允许電(diàn)流流过,并且耗尽區(qū)上的電(diàn)压会增加。当反向偏置電(diàn)压超过二极管的击穿電(diàn)压时,PN结将被破坏,从而使電(diàn)流流经损坏的组件。

转向二极管充分(fēn)利用(yòng)了正向和反向偏置特性。转向二极管旨在為(wèi)特殊情况下的電(diàn)流创建应急路径。正常情况下,转向二极管处于反向偏置状态。 

转向二极管应用(yòng)

在電(diàn)子产品中,您会发现转向二极管广泛用(yòng)于保护组件免受瞬态事件(如電(diàn)涌和ESD)的影响。这些事件涉及電(diàn)压和電(diàn)流的突然升高,可(kě)能(néng)会损坏引脚和半导體(tǐ)IC。转向二极管通常用(yòng)于保护以太网,RS232 / RS485I / O端口。 

显示转向二极管的简单示意图。 

上图显示了用(yòng)于保护電(diàn)路免受瞬态事件影响的转向二极管的典型配置。在正常情况下,D1D2都是反向偏置的。当接地连接器上出现瞬态電(diàn)压时,D2激活以将其引导离开電(diàn)路侧。

类似地,当连接器上的電(diàn)压上升到高于Vcc时,D1导通以将过多(duō)的電(diàn)流从電(diàn)路中转移出去。当電(diàn)流转移到Vcc时,存在電(diàn)流可(kě)能(néng)流过并损坏其他(tā)组件的风险,这解释了额外的齐纳二极管的位置。齐纳二极管将為(wèi)过量電(diàn)流从Vcc流向地面提供安全的路径。 

转向二极管阵列的设计技巧

转向二极管阵列可(kě)保护通信端口免受浪涌和ESD的影响。

您无需选择在每个连接器上都放置几个二极管,而是可(kě)以选择转向二极管阵列,该阵列可(kě)作為(wèi)单个组件或紧凑组件使用(yòng)。这样既节省空间,又(yòu)有(yǒu)效地保护電(diàn)路。

保护高速通信接口时,请務(wù)必选择低電(diàn)容的转向二极管。通常,转向二极管阵列会在通信迹線(xiàn)上引入小(xiǎo)于2 pf的電(diàn)流。具有(yǒu)低電(diàn)容对于防止信号失真很(hěn)重要。 

放置对于确保转向二极管阵列的有(yǒu)效性也至关重要。二极管应放置在连接器和要保护的组件之间。理(lǐ)想情况下,您需要将转向二极管阵列靠近连接器放置。这样做可(kě)以最大程度地降低在二极管开始导通之前过多(duō)電(diàn)流流入组件的风险。 

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