순방향 전압 강하(Vf)와 피크 역전압(PIV) 외에도 회로 설계 및 부품 선택에 중요한 다이오드 정격이 많이 있습니다. 반도체 제조업체는 데이터시트 라고 하는 출판물을 통해 자사 제품(다이오드 포함)에 대한 자세한 사양을 제공합니다 .
데이터시트
다양한 반도체 부품의 데이터시트는 참고 서적과 인터넷에서 찾을 수 있습니다. 저는 부품 사양을 확인할 때 인터넷을 선호하는데, 제조업체 웹사이트에서 얻은 모든 데이터가 최신 상태이기 때문입니다.
데이터시트의 일반적인 다이오드 매개변수
일반적인 다이오드 데이터시트에는 다음 매개변수에 대한 수치가 포함됩니다.
최대 반복 역전압 = VRRM, 다이오드가 역방향 바이어스 모드에서 반복 펄스로 견딜 수 있는 최대 전압. 이상적으로는 이 값은 무한대입니다.
최대 DC 역전압 = VR 또는 VDC, 다이오드가 역방향 바이어스 모드에서 지속적으로 견딜 수 있는 최대 전압입니다. 이상적으로는 이 수치가 무한대가 됩니다.
최대 순방향 전압 = VF, 일반적으로 다이오드의 정격 순방향 전류로 지정됩니다. 이상적으로는 이 값이 0이 되어야 합니다. 즉, 다이오드는 순방향 전류에 아무런 방해도 주지 않습니다. 실제로 순방향 전압은 "다이오드 방정식"으로 표현됩니다.
최대(평균) 순방향 전류 = IF(AV), 다이오드가 순방향 바이어스 모드에서 전도할 수 있는 최대 평균 전류량. 이는 근본적으로 열적 한계입니다. PN 접합이 감당할 수 있는 열량은 얼마인가? PN 접합의 손실 전력은 전류(I)에 전압(V 또는 E)을 곱한 값이며, 순방향 전압은 전류와 접합 온도 모두에 따라 달라집니다. 이상적으로 이 값은 무한대가 될 것입니다.
최대 (피크 또는 서지) 순방향 전류 = IFSM 또는 if(서지)는 다이오드가 순방향 바이어스 모드에서 전도할 수 있는 최대 피크 전류량입니다. 다시 말하지만, 이 정격 전류는 다이오드 접합의 열용량에 의해 제한되며, 열 관성(주어진 전류에서 다이오드가 최대 온도에 도달하는 데 유한한 시간이 걸린다는 사실) 때문에 일반적으로 평균 전류 정격보다 훨씬 높습니다. 이상적으로는 이 값이 무한대가 될 것입니다.
최대 총 손실 = PD, 다이오드가 손실할 수 있는 전력(와트)으로, 다이오드 전류 손실(P=IE)에 다이오드 전압 강하를 곱한 값과 다이오드 전류 제곱에 체적 저항을 곱한 값(P=I²R)을 고려합니다. 기본적으로 다이오드의 열용량(고온 내성)에 의해 제한됩니다.
작동 접합 온도 = TJ, 다이오드의 PN 접합에 허용되는 최대 온도이며, 일반적으로 섭씨(°C)로 표시됩니다. 열은 반도체 소자의 "아킬레스건"입니다. 소자가제대로 작동하고 긴 수명을 유지하려면 냉각이 필수적입니다 .
보관 온도 범위 = TSTG, 다이오드(무전원) 보관 시 허용 온도 범위. 최대 보관 온도와 최대 작동 온도 정격이 종종 동일하기 때문에 작동 접합 온도(TJ)와 함께 표기되기도 합니다. 하지만 최대 보관 온도 정격이 최대 작동 온도 정격보다 높은 경우가 많습니다.
열 저항 = R(Θ), 주어진 전력 손실에 대한 접합부와 외부 공기(R(Θ)JA) 또는 접합부와 리드(R(Θ)JL) 사이의 온도 차이. 섭씨/와트(oC/W) 단위로 표현합니다. 이상적으로 이 수치는 0이어야 하며, 이는 다이오드 패키지가 완벽한 열 도체이자 방열체로서, 다이오드 패키지의 두께에 따른 온도 차이 없이 접합부에서 외부 공기(또는 리드)로 모든 열 에너지를 전달할 수 있음을 의미합니다. 열 저항이 높다는 것은 다이오드 외부를 최대한 냉각하려고 노력하더라도 다이오드가 접합부(중요한 부분)에서 과도한 온도를 발생시켜 최대 전력 손실을 제한한다는 것을 의미합니다.
최대 역전류 = IR, 역방향 바이어스 동작 시 다이오드에 흐르는 전류량, 최대 정격 역전압(VDC) 인가 시. 누설 전류 라고도 합니다 . 이상적으로는 이 값이 0이 되어야 하는데, 완벽한 다이오드는 역방향 바이어스 시 모든 전류를 차단하기 때문입니다. 실제로는 최대 순방향 전류에 비해 매우 작습니다.
일반적인 접합 커패시턴스 = CJ, 공핍 영역이 애노드와 캐소드 연결을 분리하는 유전체 역할을 하기 때문에 접합 자체에 내재된 일반적인 커패시턴스 값입니다. 이는 일반적으로 피코패럿(pF) 단위로 측정되는 매우 작은 수치입니다.
역회복 시간 = trr, 다이오드 양단 전압이 순방향 바이어스에서 역방향 바이어스 극성으로 바뀔때 다이오드가 "꺼지는" 데 걸리는 시간입니다 . 이상적으로는 이 값이 0이 되어야 합니다. 즉, 다이오드는 극성 반전 시 즉시 도통을 중단합니다 . 일반적인 정류 다이오드의 경우 역회복 시간은 수십 마이크로초 범위에 있지만, "고속 스위칭" 다이오드의 경우 수 나노초에 불과할 수 있습니다.
이러한 매개변수의 대부분은 온도나 기타 작동 조건에 따라 달라지므로, 단일 수치로는 주어진 정격을 완전히 설명하기 어렵습니다. 따라서 제조업체는 회로 설계자가 장치의 성능을 더 잘 파악할 수 있도록 온도 등의 다른 변수에 대한 부품 정격 그래프를 제공합니다.