二极管为什么不适合串联和并联

Release time：2022-07-06
author：Ameya360
source：网络
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    大家都知道，电阻可以用来串联，也可以用来并联。

    那么，二极管适合串联和并联吗？

    二极管为什么不适合串联和并联

    二极管串联时，需要注意静态截止电压和动态截止电压的对称分布。

    在静态时，由于串联各元件的截止漏电流具有不同的制造偏差，导致具有最小漏电流的元件承受了最大的电压，甚至达到擎住状态。但只要元件具有足够的擎住稳定性，则无必要在线路中采用均压电阻。只有当截止电压大于1200V的元件串联时，一般来说才有必要外加一个并联电阻。

    假设截止漏电流不随电压变化，同时忽略电阻的误差，则对于n个具有给定截止电压VR的二极管的串联电路，我们可以得到一个简化的计算电阻的公式：

二极管为什么不适合串联和并联

    式（1.15）中，Vm是串联电路中电压的最大值，△Ir是二极管漏电流的最大偏差，条件是运行温度为最大值。

    我们可以做一个安全的假设：

二极管为什么不适合串联和并联

    式（1.16）中，Irm是由制造商所给定的。

    利用以上估计，电阻中的电流大约是二极管漏电流的六倍。

    经验表明，当流经电阻的电流约为最大截止电压下二极管漏电流的三倍时，该电阻值便是足够的。但即使在此条件下，电阻中仍会出现可观的损耗。

    原则上，动态的电压分布不同于静态的电压分布。如果一个二极管pn结的载流子小时得比另外一个要快，那么它也就更早地承受电压。

    如果忽略电容的偏差，那么在n个给定截止电压值Vr的二极管相串联时，我们可以采用一个简化的计算并联电容的方法：

二极管为什么不适合串联和并联

    式（1.17）中，△QRR是二极管存储电量的最大偏差。

    我们可以做一个充分安全的假设：

二极管为什么不适合串联和并联

    条件是所有的二极管均出自同一个制造批号。△QRR由半导体制造商所给出。除了续流二极管关断时出现的存储电量之外，在电容中存储的电量也同样需要由正在开通的IGBT来接替。根据上述设计公式，我们发现总的存储电量值可能会达到单个二极管的存储电量的两倍。

    一般来说，续流二极管的串联电流并不多见，原因是存在下列附件的损耗源：

    pn结的n重扩散电压；

    并联电阻中的损耗；

    需要由IGBT接替的附加存储电量；

    由RC电路而导致的元件的增加。

    所以在高截止电压的二极管可以被采用时，一般不采用串联方案。

    唯一的例外是，当应用电路要求很短的开关时间和很低的存储电量时，这两点正好是低耐压二极管所具备的。当然此时系统的通态损耗也会大大增加。

    二极管并联

    二极管并联，并不需要附加的RC缓冲电路。重要的是在并联时通态电压的偏差应尽可能小。

    判断一个二极管是否适合并联的重要参数是其通态电压对温度的依赖性。如果通态电压随温度的增加而下降，则它具有负的温度系数。对于损耗来说，这是一个优点。

    如果通态电压随温度的增加而增加，则温度系数为正。

二极管为什么不适合串联和并联

    在典型的并联应用中，这是一个优点，其原因在于，较热的二极管将承受较低电流，从而导致系统的稳定。因为二极管总是存在一定的制造偏差，所以在二极管并联时，一个较大的负温度系数（＞2mV/K）则有可能产生温升失衡的危险。

    并联的二极管会产生热耦合：

    在多个芯片并联的模块中通过基片；

    在多个模块并联于一块散热片时通过散热器。

    一般对于较弱的负温度系数来说，这类热偶合足以避免具有最低通态电压的二极管走向温度失衡。但对于负温度系数值＞2mM/K的二极管，则建议降额使用，即总的额定电流应当小于各二极管额定电流的总和。

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　　LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)是一种常见的半导体器件，被广泛用于指示灯、显示屏、照明和通信等领域。　　1.LED的工作原理　　LED是一种电子器件，其工作基于半导体材料在注入载流子时产生光电子效应。以下是LED的工作原理简要概述：　　PN结：LED是由N型半导体和P型半导体构成的PN结构。当在PN结上加正向电压时，电子从N区向P区扩散，而空穴从P区向N区扩散。　　载流子复合：当电子与空穴相遇时，它们发生复合并释放出能量，这些能量被转化为光子。这个过程称为辐射复合。　　发光：光子在晶体中传播，并在PN结附近释放出可见光。根据半导体材料的不同，LED可以发出不同颜色的光。　　选择材料：选择不同的半导体材料可以实现不同波长的发光，例如氮化镓(GaN)可实现蓝光LED。　　2.LED的检测方法　　LED的性能评估和质量控制需要准确且可靠的检测方法。以下是几种常见的LED检测方法：　　1. 外观检测：是最简单和直观的LED检测方法。通过肉眼观察LED的表面是否平整、颜色是否均匀等来判断LED的品质。　　2. 光电参数测试：使用光电参数测试仪器，例如光强计和色温计，来测量LED的亮度、色温、色坐标等参数，以确保LED的光学性能符合要求。　　3. 电性能测试：使用万用表或特定的LED测试仪器，检测LED的电流、电压、功率等电性能参数，以确保LED在正常工作范围内。　　4. 热耦合测试：LED的发光效率会受到温度的影响，因此进行热耦合测试，即在不同温度下测试LED的光电参数，有助于评估LED在不同环境下的性能稳定性。　　5. 寿命测试：对LED进行寿命测试，模拟LED在长期使用中可能遇到的工作条件，以确定LED的使用寿命和稳定性。　　6. 波长测试：使用光谱分析仪或波长测试仪器，测量LED发出的光的波长，以确保LED的色彩准确性和一致性。　　LED作为一种高效、环保的照明和显示技术，在各种领域得到广泛应用。了解LED的工作原理和有效的检测方法，有助于确保LED产品的质量和性能，在工程设计和制造过程中发挥重要作用。
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