文档版本 ：V1.0
编制 ：硬件研发
适用对象 ：硬件原理图设计、器件选型、BOM评审、硬件测试、可靠性评审
修订记录
| 版本 | 修订日期 | 修订内容 | 修订人 |
|---|---|---|---|
| V1.0 | 2026-10-04 | 首次发布 | 硬件研发 |
1 文档目的
规范各类二极管器件选型方法，明确二极管电气、环境、可靠性关键参数，定义选型流程、降额准则与应用禁忌，规避过压击穿、过流烧毁、反向漏电流超标、恢复速度不足、温升超差等失效风险，用于电源、信号整流、续流、钳位、保护、检波等电路设计。
2 适用范围
适用于普通硅整流二极管、快恢复二极管、肖特基二极管、稳压二极管、TVS瞬态抑制二极管。
不适用：发光二极管LED、光敏二极管、可控硅、MOS管体二极管。
3 术语定义
- VFV_FVF 正向压降：额定正向电流下二极管正向导通电压。
- IFI_FIF 正向平均电流：允许长期连续通过的平均正向电流。
- IFSMI_{FSM}IFSM 正向浪涌电流：允许短时承受的峰值浪涌电流。
- VRV_RVR 反向重复峰值电压：可重复施加的最大反向电压，选型核心耐压参数。
- IRI_RIR 反向漏电流：规定反向电压下的反向泄漏电流，高温会显著增大。
- trrt_{rr}trr 反向恢复时间：二极管从导通转为关断，电荷泄放所需时间；开关电源高频整流核心指标。
- CjC_jCj 结电容：PN结寄生电容，高频、高速信号电路重点关注。
- PDP_DPD 功耗：二极管工作总损耗，包含正向导通损耗+反向损耗。
4 核心选型参数
4.1 反向重复峰值电压 VRV_RVR（耐压）
二极管最常见失效模式：反向过压击穿，必须预留电压余量。
降额准则
|二极管类型|推荐降额标准|说明|
| ---- | ---- | ---- |
|硅普通整流管|实际最大反向电压 ≤ 额定VR的70%|工频低频整流|
|快恢复二极管|实际最大反向电压 ≤ 额定VR的70%|高频开关整流、续流|
|肖特基二极管|实际最大反向电压 ≤ 额定VR的60%|肖特基反向漏电流随温度上升明显，余量加大|
|稳压二极管/TVS|按电路最大钳位/冲击电压，预留≥20%余量|浪涌冲击工况，电压尖峰波动大|
注意：取电路最大瞬时反向峰值电压用于校核，非稳态直流电压。
4.2 正向平均电流 IFI_FIF 与浪涌电流 IFSMI_{FSM}IFSM
- IFI_FIF：长期连续工作平均电流，温升由平均电流决定 。
降额：实际平均正向电流 ≤ 额定IFI_FIF的70%；高温环境≤50%。 - IFSMI_{FSM}IFSM：短时浪涌能力，用于上电冲击、短路瞬态校核；不能作为长期工作电流。
4.3 正向压降 VFV_FVF
- 导通损耗公式：Pcond=IF(avg)×VFP_{cond}=I_{F(avg)} \times V_FPcond=IF(avg)×VF
- 肖特基：VFV_FVF低（0.2~0.5V），导通损耗小，适合低压大电流整流；缺点反向漏电流大、耐压普遍偏低。
- 硅快恢复/普通整流管：VFV_FVF约0.7~1.7V，耐压高，反向漏电流小。
4.4 反向恢复时间 trrt_{rr}trr
- 低频工频电路（50Hz）：trrt_{rr}trr可忽略，选用普通整流二极管。
- 开关电源高频整流、续流回路：必须选用快恢复/超快恢复 ，trrt_{rr}trr越小，开关损耗越小；trrt_{rr}trr过大，会造成开关管发热、EMI恶化。
- 肖特基：无少子存储效应，几乎无反向恢复时间，高频优势明显。
4.5 反向漏电流 IRI_RIR
- 高温下IRI_RIR指数级上升；高压+高温场景，漏电流会带来额外功耗，甚至热失控。
- 采样、微弱信号、高阻回路，必须选用低IRI_RIR二极管。
肖特基二极管漏电流远大于硅PN结二极管，高温工况需重点评估。
4.6 结电容 CjC_jCj
高速信号、高频检波电路，CjC_jCj过大会造成信号畸变、带宽下降；肖特基结电容也需关注。
5 二极管分类选型对比
| 器件类型 | 核心特点 | 典型应用 | 限制条件 |
|---|---|---|---|
| 普通硅整流二极管 | VF≈0.7VV_F≈0.7VVF≈0.7V，trrt_{rr}trr大，耐压高，价格低 | 工频AC-DC整流、低频续流 | 不可用于高频开关回路 |
| 快恢复二极管 | 中等VFV_FVF，trrt_{rr}trr小，耐压高 | 开关电源次级整流、高压续流 | 频率越高，损耗随trrt_{rr}trr增大 |
| 肖特基二极管 | 低VFV_FVF，无反向恢复，高频好 | 低压大电流同步整流、续流 | 耐压偏低，高温漏电流大 |
| 稳压二极管（齐纳） | 反向达到稳压值后钳位 | 基准、电压钳位 | 功耗有限，动态电阻影响稳压精度 |
| TVS瞬态抑制二极管 | 快速吸收浪涌能量，钳位电压 | 端口静电、浪涌保护 | 不能用于持续稳压，关注钳位电压、峰值功率 |
6 封装参数（贴片/直插）
| 封装 | 类型 | 典型适用 | 备注 |
|---|---|---|---|
| SOD-123 | 贴片小信号 | 小信号检波、钳位、小电流保护 | 电流小 |
| SOD-123FL | 贴片 | 通用小功率整流 | |
| SMA/SMB/SMC | 贴片整流 | 中小功率电源整流，TVS常用 | SMC功率更大 |
| DO-41 | 直插 | 低频普通整流管 | |
| TO-220 | 直插大功率 | 大功率整流、高压快恢复 | 需要散热片 |
选型要点：大电流器件封装决定散热能力，封装越小，允许功耗越低。
7 环境可靠性参数
- 工作结温Tj ：二极管核心限制参数。硅PN结最大结温一般150℃；肖特基部分型号125℃。结温不能超过规格书限值。
- 温度特性 ：VFV_FVF负温度系数（温度升高，正向压降降低）；反向漏电流正温度系数，高温下快速增大。
- 振动、防潮：贴片器件关注焊盘应力；直插大功率器件关注引脚抗振。
- 静电敏感：部分高压肖特基、TVS对静电敏感，生产需ESD防护。
8 二极管选型标准流程
- 确定电路功能：整流/续流/钳位/稳压/浪涌保护；
- 计算最大反向峰值电压，按器件类型执行电压降额，确定VRV_RVR；
- 计算平均正向电流、峰值浪涌电流，校核IFI_FIF、IFSMI_{FSM}IFSM；
- 根据工作频率，选定器件类型（普通/快恢复/肖特基），核查trrt_{rr}trr；
- 评估导通损耗与结温，确认封装散热能力；
- 高阻/微弱信号电路，核查反向漏电流IRI_RIR；高频电路核查结电容CjC_jCj；
- 环境评估：最高工作温度，评估高温下漏电流与结温降额；
- 样品验证：温升测试、反向耐压测试、浪涌冲击测试；
- BOM确认：供货、成本、规格书归档。
9 选型禁忌
- 高频开关电源续流回路使用普通工频整流二极管，trrt_{rr}trr过大，发热严重甚至烧毁；
- 肖特基二极管用于高压电路，忽略高温漏电流，出现热失控；
- 只看平均电流，忽略瞬时反向电压尖峰，造成反向击穿；
- TVS当作稳压二极管长期持续稳压使用，器件烧毁；
- 高阻采样回路选用大漏电流二极管，造成采样精度漂移；
- 不做结温评估，大电流工况下结温超标，加速器件老化。
10 附件
附件A：二极管选型检查清单
附件A：二极管选型检查清单
□ 最大反向峰值电压满足降额要求，VRV_RVR选型余量充足
□ 平均正向电流满足降额，浪涌电流IFSMI_{FSM}IFSM校核完成
□ 器件类型匹配工作频率（trrt_{rr}trr符合要求）
□ 导通损耗计算，最高结温在规格限值以内
□ 高阻/精密电路：反向漏电流IRI_RIR评估完成
□ 高频电路：结电容CjC_jCj评估完成
□ 封装散热能力满足功耗需求
□ 器件类型匹配电路功能（TVS不做稳压）
□ 高温工况下漏电流、结温降额复核
□ 样品验证：温升、耐压、浪涌测试完成
□ 物料供货周期、成本评估完成