相信各位硬件工程師，應(yīng)該都用過(guò)二極管吧，這里也許有一個(gè)誤區(qū)，大多數(shù)人可能并不知道，或者說(shuō)是理解有問(wèn)題，下面就來(lái)細(xì)細(xì)說(shuō)一下。

先拋出一個(gè)問(wèn)題：到底是什么決定了二極管的最高工作頻率？

估計(jì)有不少人會(huì)回答“是二極管反向恢復(fù)時(shí)間Trr”，也有人會(huì)說(shuō)“是二極管結(jié)電容”。那么，到底誰(shuí)是對(duì)的呢？或者說(shuō)都一樣，反向恢復(fù)時(shí)間由結(jié)電容決定？

結(jié)電容CJ OR 反向恢復(fù)時(shí)間Trr

關(guān)于到底什么決定了二極管的最高工作頻率，我們暫且不論。不過(guò)，應(yīng)該知道的是，二極管的反向恢復(fù)時(shí)間和結(jié)電容根本就是兩回事，反向恢復(fù)時(shí)間絕不能等同于結(jié)電容的充放電時(shí)間。

為什么這么說(shuō)？我們先來(lái)看看下面的事實(shí)。

1、簡(jiǎn)易基礎(chǔ)

為了照顧下成績(jī)不好的同學(xué)，我先簡(jiǎn)單說(shuō)下什么是結(jié)電容，什么是二極管的反向恢復(fù)時(shí)間，已經(jīng)知道的同學(xué)可以跳到后面去。

結(jié)電容：

二極管會(huì)存在寄生電容，這個(gè)電容主要就是結(jié)電容，這是簡(jiǎn)單的二極管模型。

反向恢復(fù)時(shí)間：

實(shí)際應(yīng)用中的二極管，在電壓突然反向時(shí)，二極管電流并不是很快減小到0，而是會(huì)有比較大的反向電流存在，這個(gè)反向電流降低到最大值的0.1倍所需的時(shí)間，就是反向恢復(fù)時(shí)間。

這兩個(gè)參數(shù)先這么介紹吧，比較粗糙，真要說(shuō)清楚都是怎么來(lái)的，這幾行字是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

我們繼續(xù)本文重點(diǎn)，為什么說(shuō)反向恢復(fù)時(shí)間絕不能等同于結(jié)電容的充放電時(shí)間。

2、事實(shí)情況

一般廠家的二極管會(huì)給出結(jié)電容和反向恢復(fù)時(shí)間Trr的參數(shù)，我們現(xiàn)在來(lái)對(duì)比一下4種不同類(lèi)型的二極管參數(shù)，其分別為：肖特基二極管、超快恢復(fù)二極管、快恢復(fù)二極管、普通二極管。

為了讓結(jié)果更有說(shuō)服力，我們保證4種二極管的生產(chǎn)廠家，耐壓，封裝，最大工作電流一致。這里選擇廠家為DIODE美臺(tái)半導(dǎo)體（隨便選的，它們家的規(guī)格書(shū)好找），最大反向耐壓都為100V，封裝都是SMA，最大工作電流為1A。

型號(hào)分別是：

●肖特基二極管：B1100-13-F

●超快恢復(fù)二極管：US1B-13-F

●快恢復(fù)二極管：RS1B-13-F

●普通二極管：S1B-13-F

這幾個(gè)二極管參數(shù)截圖如下：

我整理了一下，參數(shù)如下表：

對(duì)的，你沒(méi)看錯(cuò)，肖特基二極管的結(jié)電容是這里面最大的。肖特基二極管的工作頻率不是最高的嗎？怎么結(jié)電容反而是最大的？

雖然規(guī)格書(shū)手冊(cè)中，沒(méi)有列出來(lái)肖特基二極管的反向恢復(fù)時(shí)間，但是我們應(yīng)該都知道，它的反向恢復(fù)時(shí)間是最小的。

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，肖特基二極管本身的工作原理與PN結(jié)二極管是不一樣的，它是不存在反向恢復(fù)時(shí)間的。只是畢竟有寄生電容的存在，所以工作頻率也有一個(gè)上限。具體肖特基二極管的工作原理后面可以找機(jī)會(huì)說(shuō)說(shuō)。

我們知道，這幾種二極管的最高工作頻率順序是下面這樣的：

而現(xiàn)在我們知道，它們的結(jié)電容，肖特基是最大的，為80pF。其它三個(gè)二極管差不多，為10pF-20pF，但是反向恢復(fù)時(shí)間相互之間差了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

另外，我們假設(shè)反向恢復(fù)時(shí)間就是結(jié)電容的充電時(shí)間，我們可以計(jì)算下充滿(mǎn)結(jié)電容需要的時(shí)間是多長(zhǎng)。

以快恢復(fù)二極管RS1B-13F為例，其結(jié)電容是15pF，反向恢復(fù)電流如下圖（規(guī)格書(shū)中提取的）。平均反向電流大概是0.5A，那么將15pF從0V充到-50V的時(shí)間很容易計(jì)算出來(lái)，是1.5ns，這比實(shí)際的反向恢復(fù)時(shí)間150ns短很多。

所以可以肯定的是，反向恢復(fù)時(shí)間的長(zhǎng)短，不是由PN結(jié)電容決定的。

3、問(wèn)題答案

現(xiàn)在回到最初的問(wèn)題，二極管的最高工作頻率由什么參數(shù)決定呢？

其實(shí)很容易想到：

其一，如果結(jié)電容太大，工作頻率高不了。因?yàn)轭l率越高，電容的阻抗越低，信號(hào)都從電容直接過(guò)去了，二極管失去了反向截止的作用。

其二，如果反向恢復(fù)時(shí)間太大，工作頻率也高不了。因?yàn)轭l率越高，電壓翻轉(zhuǎn)越快，反偏之后反向電流還沒(méi)恢復(fù)，電壓又變了，二極管也失去了反向截止的作用。

所以總的來(lái)說(shuō)，結(jié)電容和反向恢復(fù)時(shí)間，都會(huì)影響二極管的最高工作頻率。具體由誰(shuí)決定，那看誰(shuí)的影響更大。

肖特基二極管的反向恢復(fù)時(shí)間很短，所以其工作頻率由結(jié)電容決定。

PN結(jié)二極管，其反向恢復(fù)時(shí)間的影響遠(yuǎn)大于結(jié)電容的影響，結(jié)電容一般也就幾十pF，因此其最高工作頻率由反向恢復(fù)時(shí)間決定。

而與此同時(shí)，我們知道，肖特基二極管與PN結(jié)二極管相比，肖特基速度是最快的，可以工作在更高的頻率。

4、結(jié)尾

本文說(shuō)明了一個(gè)事實(shí)：反向恢復(fù)時(shí)間并不是結(jié)電容的充放電時(shí)間。

本文作者 硬件工程師煉成之路公眾號(hào)， 在此特別鳴謝！