肖特基二极管是否适合反极性保护?

电器工程 二极管 肖特基 极性
2022-01-16 23:44:54

较早的问题中缩小焦点:

肖特基二极管是否适合反极性保护?

我想防止用户反向连接直流电源时发生事故,但我也希望电压降尽可能低。您能否解释一下反向漏电流是什么以及在这种情况下是否会引起关注?

该应用程序是一个小型设备,可在 9-12 伏直流电压下以小于 100 毫安的电流运行。

编辑:

举个例子,我希望用户能够串联使用 6 节 AA 电池,无论是碱性电池还是镍氢电池。在后一种情况下,电池为 1.2V,因此总电压仅为 7.2V。我使用的是 5V 稳压器,压差为 1.3V,因此我的最低工作电压为 6.3V。具有 0.7V 压降的偏置保护二极管将把最小值提高到 7.0V。随着电池电量耗尽,我预计会很快降至 7.0V 要求以下,因此不会有效地使用电池的全部容量。

如果使用 0.3V 的二极管,最低要求降低到 6.6V,我觉得更适合使用镍氢电池。

3个回答

您可能遇到的更大问题是在正向偏置条件下运行。肖特基二极管在正向偏置下仍有电压降,例如 0.25V。

这意味着在 100mA 时,您正在消耗 25mW 的功率。比标准硅二极管更好,但对于电池受限的设备来说尤其不理想。

获得反向偏置保护的更好方法是使用 P 沟道 MOSFET。MOSFET 在饱和时更像是一个电阻器,并且可以获得具有低导通电阻的 MOSFET。

假设我们有一个 1 欧姆的导通电阻。在 100mA 时,MOSFET 上有 0.1V 的压降和 10mW 的耗散。1 欧姆的导通电阻对于 MOSFET 来说有点糟糕,你可以得到一些导通电阻明显更低的。我不完全确定通过 MOSFET 的漏电流,但我似乎记得它很小。

要连接 MOSFET:

将漏极连接到正极电池端子,将栅极连接到负极端子,并将负载连接到源极。为了增加保护,您可以在源极/栅极之间添加一个齐纳二极管和一个电阻器。

更完整的解释可以在这里找到。

我会说肖特基是一个很好的选择,因为它的正向电压低于您半导体上的 ESD (Si) 二极管可能具有的电压。然后,您正在转移这个错误,并将其从更精细的部分转移到更强大/更强大的部分。

反向泄漏可能是电池供电设备的一个问题。肖特基确实具有较高的反向漏电流(部分是由于其较低的正向电压)。该规格将在数据表中并随温度增加。

反向漏电流只是与零电流的理想情况的偏差。反向泄漏意味着它会消耗您的一些电池电量。在 100 mA 时不会引起注意,但您关心的是断态泄漏。只需确保肖特基在电源开关之后,此时其泄漏将没有实际意义。

反向漏电流仅适用于相反极性的情况。这是当二极管处于关闭状态时通过半导体材料泄漏的电流,因为它被错误地偏置。因此,在您的应用程序中,这不是问题。

但是,您应该警惕正向电压降。只有您可以根据您的电源是什么以及您的稳压器或电源的电压需求来决定可接受的电压降是多少。由于您正在使用电压调节器缓冲电源,我猜小电压降(小于 0.7 V)是可以接受的。例如,如果电路保护是针对模拟电压检测应用,那么这种电压降可能很重要。