①TVS管有几种关键电压？之间啥关系？
        ②TVS管和稳压管有哪些区别？尤其第3条！
        ③TVS管如何选型？
        ④干货！TVS管的功率计算与选型+赠书福利
        ⑤TVS管选型-技能进阶，特别是第2条！

        关于TVS管的内容，先暂时聊到这里，今天聊聊二极管吧。其实网上关于二极管的文章很多，搬来搬去，内容都差不多，只把内容“再收集”一下。昨天我也一直在想，怎么才能写出点自己的东西，但发现很难跳出圈。既然我们是写面试题的，还是以实际面试为切入点。


        照例，先抛出来一道面试题：我们在选择二极管时应重点关注哪些参数？
        这道题，比较偏基础应用，考察应届生的基础最合适不过，所以面试中标率很高。回答这个问题，不需要花哨的逻辑和技巧，只需要把积累的知道倒出来即可。但是如果你能稍微拓展一下，可能会让面试官眼前一亮。
       

        二极管的定义

        二极管，Diode，看到百度百科给出的定义：

                        二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件。它具有单向导电性能。给正向电压时，二极管导通。给反向电压时，二极管截止。        

        说简单些，就是PN结，具有单向导电性。PN结具体的空穴、载流子、漂移和扩展，就放一张图，这里不作展开，自行脑补。



       

        说到二极管的参数，为了避免通篇的文字描述，同时增强工程应用性，我们就拿一个实际的二极管做说明。
       

        以哪个二极管为例呢？不知道。
       

        去Nexpria官网看看，发现二极管有齐纳二极管、开关二极管、肖特基二极管、整流二极管等这么几种。在整流二极管里面随便找一个好了。注意：这里并不是说二极管只有这几种，而是这几种相对重要。

        为啥在“整流二极管”里面选呢？这个问题，留给屏幕前的你。




        其实我完全可以直接拿一个Datasheet过来讲，但为什么我要讲从获取规格书的过程？我想传递的是，授人以鱼不如授人以渔。我要讲的不止是几个参数，更多的是一整套的获取和分析方法。

        打开Datasheet中，首页看到一个表格，如下图，里面有If、Vr、Vf、Ir。


        If：Forward Current，最大正向(工作)电流，表征允许通过的最大正向平均电流；

        Vr：Reverse Voltage，最大反向(工作)电压，表征所能承受的最大反向电压；

        Vf：Forward Voltage，正向压降，表征正向导通时二极管两端的电压。通常说明Vf时需要备注对应的If，如上图@If=1A；

        Ir：Reverse Current，二极管在未击穿时的反向电流，也就是我们常说的二极管的漏电流(Leakage Current)。注意说Ir时也需要备注对应的Vr，如上图@Vr=200V。

        有些小伙伴可能会提到怎么没有击穿电压Vbr？别着急。

        在上面表格中看到Vr最大值为200V，是从反向不击穿维度。我们换一个角度，从击穿维度来看，最小击穿电压Vbr为200V，从page5的Table 7也可以得到验证。

       

        于是可以得出，Vbr：Breakdown Voltage，最小击穿电压，近似约等于最大反向电压Vr。

        二极管的关键参数，差不多就这些，还有么？
        如果你认为这样就完事了，那只能说明你理解的还不够。




        上面小节说的If、Vr、Vf、Ir，分别体现了二极管的不同特性。我们可以用一张图同时体现，如下图所示。但我想说的是，它们之所以可以用一张图同时体现，是因为它们都有一个共同特点：属于二极管的静态特性。

       

        那二极管有动态特性么？当然！
        细心的小伙伴，在Datasheet的Table 7上观察到Cd和Trr，这两个就是。


        Cd：极间电容，是反映二极管中PN结电容效应的关键参数。在高频电路或开关电路中必须考虑Cd的影响。
       

        只是单纯地说Cd，并没有什么意思，我想很多小伙伴都知道二极管存在电容。但我想表达Cd和势垒电容的关系。

        学过模电的小伙伴，应该知道二极管PN结的电容效用包括扩散电容和势垒电容，有如下关系式：
       

       

        ①当PN结正偏时，P区的电子和N区的空穴随着正向电压的增加而增加，扩散电容较大，此时扩散电容起主要作用，而势垒电容较小，可以忽略；

        ②当PN结反偏时，势垒区随着外部反向电压Vr的增加而增宽，随着Vr减小而变窄。此时PN结表现出的电容效应主要是势垒电容，其主导作用。
        （关于扩散电容和势垒电容的内容不做展开，感兴趣的小伙伴可自行脑补模电基础）
       

       
       

        细心的小伙伴，会看到上图中Cd的测试条件“Vr=4V,f=1MHz”，是反向偏置电压，信号频率1MHz条件测的（貌似这是行业规范，再换一份规格书，也是这么测试的）。按照上面说的，PN结反偏时势垒电容主导。此时Datasheet上的Cd实际上是势垒电容，跟扩散电容关系不大。
       




        上面说完了Cd和势垒电容的关系，那扩散电容呢？就妥妥地被抛弃了？
       

        当然没有，这不是还有Trr么！

       

        Trr：Reverse Revcoery Time，反向恢复时间。
       

        定量来看，是从PN结电压反偏开始到二极管电流回落到反向恢复电流Irm的1/10所需要的时间。


        定性来看，反向恢复时间是由电荷存储效应引起。Trr就是PN结在正向导通器件存储的电荷消耗掉所需要的时间。而正向导通器件所存储的电荷正是受PN结正偏期间所积累的扩散电容的影响。即：反向恢复时间Trr与扩散电容强相关。
       


        讲完了Trr和扩散电容的关系，再说下Trr有什么用？

        直白些，就是Trr越小，二极管在遇到交流信号时恢复到正常状态的时间越短。这样在高频电路或开关电路中，就有很好的应用场景。这也是为什么有一类二极管叫快恢复二极管(FRD)，Trr可以做几十纳秒；还有一种二极管叫肖特基二极管(SBD)，Trr可以做到几纳秒。




        聊到这里，今天要和大家聊的内容也差不多了。今天写了2500字，我们简单梳理下。

        今天聊的问题是：我们在选择二极管时应重点关注哪些参数？
        其实回答起来也简单，概括起来就两句话：
        ①静态特性：If、Vr、Vf、Ir；
        ②动态特性：Cd、Trr。

        但如果只回答这些，显得有些单薄。如果知识储备足够的话，可以适当扩展，这样可以带给面试官一些意外收获。比如，你可以聊聊：

        ③Vr和Vbr的关系；
        ④静态特性所对应的曲线及各自所在位置；
        ⑤Cd通常的测试条件及与势垒电容的关系；
        ⑥Trr的定量分析和定性分析；
        ⑦Trr与扩散电容的关系及Trr的作用；
        等等这些，都是你自由发挥的切入点。不需要都讲，只需要从③-⑦里面挑出来两条做扩展，我觉得就已经可以加分。

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