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高温环境下的MDD肖特基二极管设计如何避免热失效

发布时间：2025-04-17 17:24

作者：AMEYA360

来源：网络

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　　在高温环境下，肖特基二极管(Schottky Diode)以其低正向压降和快速开关特性被广泛应用于电源管理、电机驱动及新能源系统中。然而，由于其PN结被金属-半导体接触结构取代，其温度特性与普通PN结二极管存在显著不同，特别是在高温下，肖特基管的反向漏电流急剧上升，成为热失效的主要隐患。因此，设计人员在高温环境下使用肖特基二极管时，必须充分考虑其热稳定性与散热策略。

高温环境下的MDD肖特基二极管设计如何避免热失效

　　首先，识别失效风险是设计的前提。肖特基二极管的反向漏电流随着温度上升呈指数增长，这不仅加剧功率损耗，还可能引发热失控现象。当结温过高，二极管可能出现反向击穿或短路失效，影响整个电源系统稳定性。

　　其次，合理选型与降额设计至关重要。在器件选型阶段，应考虑实际工作温度下的derating(降额)条件。例如，若器件额定反向电压为60V，在高温应用中建议选择100V或更高耐压等级，以提升安全裕度。此外，选择具有低漏电流、高结温耐受能力(如175℃以上)的工业级或汽车级肖特基产品，也能显著降低热失效风险。

　　热管理设计是控制结温的关键手段。在PCB布局中，应尽量扩大铜箔面积，加强热传导路径，配合导热硅脂、散热片或热垫片等散热辅助材料。对于功率密集型应用，还可采用DFN、TO-220、DPAK等高散热效率封装，甚至考虑采用多颗器件并联分流，从结构上降低单管热负载。

　　最后，建议在系统设计中增加热反馈保护机制，如温度感知芯片或热敏电阻，当温度异常上升时自动限流或关断，以避免连续热应力带来的器件损伤。

　　总之，高温环境下的肖特基二极管应用必须在器件选型、热设计与系统保护上多管齐下。通过精准评估漏电特性、合理降额、优化散热与加入温控保护，才能充分发挥肖特基二极管在高效率整流中的优势，同时保障系统长期稳定运行。

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行业新闻

TVS二极管和齐纳二极管的区别

　　TVS(Transient Voltage Suppressors)二极管和齐纳二极管都具有在施加反向电压后，在某一电压下击穿、钳制电压的特性。本应用笔记将对 TVS 二极管和齐纳二极管的区别予以说明。I-V 特性上的使用范围区别Figure 1 是齐纳二极管的 I-V 特性，Figure 2 是 TVS 二极管的 I-V 特性。这两个二极管都利用了反方向特性这一点，但是齐纳二极管主要用于稳压用途，所以设计成在 1mA 到 40mA 这样的小电流区域电压稳定，不能流过大电流(Figure 1 的阴影部分)。在击穿区域内施加指定的小电流 IZ 时，二极管两端电压值被规定为齐纳电压 VZ。齐纳二极管通常在使用时处于击穿状态。　　对于 TVS 二极管，为了不妨碍保护电路的驱动电压，通常使用在切断电压 VRWM 以下电压范围内(Figure 2 右侧的阴影部分)。然后，施加浪涌等过电压时会击穿、流过数 A 到数十 A 的电流(左侧的阴影部分)。由于通常情况下不可以击穿，因此规定了绝对不会引起击穿的电压最大值即截至电压 VRWM 和击穿电压 VBR 两种。　　由于击穿电压 VBR 与齐纳电压 VZ 一样使用小电流进行测量，因此与实际应用条件下的雪崩电压不同。因此，将流过大电流时的最大击穿电压规定为钳位电压 VCL。Datasheet 上参数定义的区别TVS 二极管和齐纳二极管的 datasheet 上规定的差异如 Table 1 所示。在前面中也说明过，由于齐纳二极管主要用于稳压用途，所以只规定了小电流域的齐纳电压 VZ。与此相对，TVS 二极管有着小电流区域的击穿电压 VBR、截至电压 VRWM、高电流区域的钳位电压 VCL3 个参数的区分。只有 TVS 二极管会有表示在特定浪涌波形中能承受的最大浪涌功率的峰值脉冲功率 PPP 和表示最大浪涌电流的峰值脉冲电流 IPP 的定义。仅有 TVS 二极管有 ESD 对策用的 ESD 耐量的规定。对于端子间电容，在通信线路中使用时，需要选择数据波形不会被电容影响而钝化的端子间电容值，因此仅 TVS 二极管有该项规定。如上所述，齐纳二极管主要用于稳压，因此 datasheet 上的参数定义主要是齐纳电压等，项目较少。而 TVS 二极管的目的是保护其他设备不受浪涌的影响，所以电压的参数定义比较广泛，还规定了 ESD 耐量和端子间容量等重要项目。

2025-07-10 15:01 阅读量：515

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