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電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)使用轉向二極管進(jìn)行電路保護
在電子產(chǎn)品中，電流也會(huì )發(fā)生溢出這種情況。但是，您會(huì )很快聽(tīng)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，我們如何確保電子設備不會(huì )發(fā)生這種情況？答案是轉向二極管。
轉向二極管不是特定種類(lèi)的二極管。取而代之的是，該術(shù)語(yǔ)描述了二極管是如何用于引導或引導電流遠離其通常路徑的。要完全了解什么是轉向二極管，讓我們快速回到二極管的基礎知識。
二極管是由PN結組成的半導體。在正向偏置配置中，將正電壓施加到陽(yáng)極（P），將負電壓施加到陰極（N）。當施加的電壓超過(guò)必要的閾值（對于硅二極管通常為0.7V）時(shí)，電流開(kāi)始流動(dòng)。
當陽(yáng)極被提供負電壓而陰極被提供正電壓時(shí)，二極管被稱(chēng)為反向偏置。當反向偏置時(shí)，不允許電流流過(guò)，并且耗盡區上的電壓會(huì )增加。當反向偏置電壓超過(guò)二極管的擊穿電壓時(shí)，PN結將被破壞，從而使電流流經(jīng)損壞的組件。
轉向二極管充分利用了正向和反向偏置特性。轉向二極管旨在為特殊情況下的電流創(chuàng )建應急路徑。正常情況下，轉向二極管處于反向偏置狀態(tài)。
轉向二極管應用
在電子產(chǎn)品中，您會(huì )發(fā)現轉向二極管廣泛用于保護組件免受瞬態(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(huì )損壞引腳和半導體IC。轉向二極管通常用于保護以太網(wǎng)，RS232 / RS485和I / O端口。
顯示轉向二極管的簡(jiǎn)單示意圖。
上圖顯示了用于保護電路免受瞬態(tài)事件影響的轉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。當接地連接器上出現瞬態(tài)電壓時(shí)，D2激活以將其引導離開(kāi)電路側。
類(lèi)似地，當連接器上的電壓上升到高于Vcc時(shí)，D1導通以將過(guò)多的電流從電路中轉移出去。當電流轉移到Vcc時(shí)，存在電流可能流過(guò)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(guò)量電流從Vcc流向地面提供安全的路徑。
轉向二極管陣列的設計技巧
轉向二極管陣列可保護通信端口免受浪涌和ESD的影響。
您無(wú)需選擇在每個(gè)連接器上都放置幾個(gè)二極管，而是可以選擇轉向二極管陣列，該陣列可作為單個(gè)組件或緊湊組件使用。這樣既節省空間，又有效地保護電路。
保護高速通信接口時(shí)，請務(wù)必選擇低電容的轉向二極管。通常，轉向二極管陣列會(huì )在通信跡線(xiàn)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。
放置對于確保轉向二極管陣列的有效性也至關(guān)重要。二極管應放置在連接器和要保護的組件之間。理想情況下，您需要將轉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(kāi)始導通之前過(guò)多電流流入組件的風(fēng)險。