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電子產(chǎn)品開發(fā)使用轉(zhuǎn)向二極管進(jìn)行電路保護(hù)
在電子產(chǎn)品中，電流也會發(fā)生溢出這種情況。但是，您會很快聽到爆裂的聲音，火花和/或刺耳的氣味，而不是潮濕的地板。那么，我們?nèi)绾未_保電子設(shè)備不會發(fā)生這種情況？答案是轉(zhuǎn)向二極管。
轉(zhuǎn)向二極管不是特定種類的二極管。取而代之的是，該術(shù)語描述了二極管是如何用于引導(dǎo)或引導(dǎo)電流遠(yuǎn)離其通常路徑的。要完全了解什么是轉(zhuǎn)向二極管，讓我們快速回到二極管的基礎(chǔ)知識。
二極管是由PN結(jié)組成的半導(dǎo)體。在正向偏置配置中，將正電壓施加到陽極（P），將負(fù)電壓施加到陰極（N）。當(dāng)施加的電壓超過必要的閾值（對于硅二極管通常為0.7V）時，電流開始流動。
當(dāng)陽極被提供負(fù)電壓而陰極被提供正電壓時，二極管被稱為反向偏置。當(dāng)反向偏置時，不允許電流流過，并且耗盡區(qū)上的電壓會增加。當(dāng)反向偏置電壓超過二極管的擊穿電壓時，PN結(jié)將被破壞，從而使電流流經(jīng)損壞的組件。
轉(zhuǎn)向二極管充分利用了正向和反向偏置特性。轉(zhuǎn)向二極管旨在為特殊情況下的電流創(chuàng)建應(yīng)急路徑。正常情況下，轉(zhuǎn)向二極管處于反向偏置狀態(tài)。
轉(zhuǎn)向二極管應(yīng)用
在電子產(chǎn)品中，您會發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向二極管廣泛用于保護(hù)組件免受瞬態(tài)事件（如電涌和ESD）的影響。這些事件涉及電壓和電流的突然升高，可能會損壞引腳和半導(dǎo)體IC。轉(zhuǎn)向二極管通常用于保護(hù)以太網(wǎng)，RS232 / RS485和I / O端口。
顯示轉(zhuǎn)向二極管的簡單示意圖。
上圖顯示了用于保護(hù)電路免受瞬態(tài)事件影響的轉(zhuǎn)向二極管的典型配置。在正常情況下，D1和D2都是反向偏置的。當(dāng)接地連接器上出現(xiàn)瞬態(tài)電壓時，D2激活以將其引導(dǎo)離開電路側(cè)。
類似地，當(dāng)連接器上的電壓上升到高于Vcc時，D1導(dǎo)通以將過多的電流從電路中轉(zhuǎn)移出去。當(dāng)電流轉(zhuǎn)移到Vcc時，存在電流可能流過并損壞其他組件的風(fēng)險，這解釋了額外的齊納二極管的位置。齊納二極管將為過量電流從Vcc流向地面提供安全的路徑。
轉(zhuǎn)向二極管陣列的設(shè)計技巧
轉(zhuǎn)向二極管陣列可保護(hù)通信端口免受浪涌和ESD的影響。
您無需選擇在每個連接器上都放置幾個二極管，而是可以選擇轉(zhuǎn)向二極管陣列，該陣列可作為單個組件或緊湊組件使用。這樣既節(jié)省空間，又有效地保護(hù)電路。
保護(hù)高速通信接口時，請務(wù)必選擇低電容的轉(zhuǎn)向二極管。通常，轉(zhuǎn)向二極管陣列會在通信跡線上引入小于2 pf的電流。具有低電容對于防止信號失真很重要。
放置對于確保轉(zhuǎn)向二極管陣列的有效性也至關(guān)重要。二極管應(yīng)放置在連接器和要保護(hù)的組件之間。理想情況下，您需要將轉(zhuǎn)向二極管陣列靠近連接器放置。這樣做可以最大程度地降低在二極管開始導(dǎo)通之前過多電流流入組件的風(fēng)險。