如今，隨著數(shù)字通信信號(hào)處理設(shè)備和其它便攜式設(shè)備的市場(chǎng)需求，需要開(kāi)發(fā)大量的小尺寸電子元件。不過(guò)由于電路板空間的限制，電路板上電子元件的多功能集成和小型化提供了對(duì)其它封裝技術(shù)要求。

眾所周知，信號(hào)二極管主要用于開(kāi)關(guān)操作、集中短時(shí)波形的緩沖電路、高速數(shù)據(jù)線和其它I/O并聯(lián)端口，因此這些信號(hào)二極管在信號(hào)處理和數(shù)字通信中有著巨大的應(yīng)用。

目前市場(chǎng)上有一系列信號(hào)二極管，其中1N4148系列信號(hào)二極管因其體積小、功率要求等有用參數(shù)而被廣泛應(yīng)用于大量電子電路中。

為了克服對(duì)數(shù)字電路板的超空間要求，信號(hào)二極管以串并聯(lián)配置方式連接，形成稱為小信號(hào)二極管陣列的陣列。它們封裝在塑料外殼或玻璃外殼中，采用單線或雙線封裝，具有4至14個(gè)二極管，可提供共陰極或共陽(yáng)極配置。如下圖所示，其中PIN 5用于接地：

比較節(jié)省空間的信號(hào)二極管陣列配置提供靜電放電保護(hù)、熱控制和過(guò)電壓瞬變等優(yōu)勢(shì)，從而使其非常適合放置在PCB上的電路中。

當(dāng)信號(hào)二極管與各自的電源端子串聯(lián)時(shí)，連接在兩個(gè)信號(hào)二極管之間的連接處的數(shù)據(jù)線受到保護(hù)，不會(huì)發(fā)生不必要的瞬變，從而數(shù)據(jù)將繼續(xù)沿?cái)?shù)據(jù)線傳遞。

串聯(lián)方式

為保護(hù)電路板免受過(guò)壓的影響，信號(hào)二極管可以串聯(lián)或并聯(lián)配置，以在限制范圍內(nèi)提供固定的已知電壓。當(dāng)信號(hào)二極管串聯(lián)時(shí)，陣列中二極管所需的最大電流相同，其最大電壓降將是信號(hào)二極管陣列中所有正向電壓降的總和。

在串聯(lián)配置的信號(hào)二極管陣列中，輸出電壓將是恒定的，而不管所連接的負(fù)載中的電流或所施加的輸入電壓的變化如何。因此，由信號(hào)二極管串聯(lián)組合提供恒定電壓。

由于硅二極管的正向電壓降為0.7V，并且通過(guò)硅二極管的電流變化相當(dāng)大，所以以正向偏置方式連接的信號(hào)二極管將構(gòu)成簡(jiǎn)單電壓調(diào)節(jié)器的電路。

因此，從施加的輸入電壓中減去串聯(lián)組合的每個(gè)信號(hào)二極管的單個(gè)正向電壓降，以便在電路末端連接的負(fù)載電阻器上分離一定量的電壓。這是由于除了負(fù)載電阻R之外，還包括每個(gè)二極管的導(dǎo)通電阻。

隨著多個(gè)串聯(lián)信號(hào)二極管的添加，電壓將會(huì)不斷降低。此外，與負(fù)載電阻器R串聯(lián)、并聯(lián)的信號(hào)二極管充當(dāng)電壓調(diào)節(jié)器電路。

并聯(lián)方式

續(xù)流二極管的本質(zhì)就小信號(hào)二極管的組合，它們以并聯(lián)組合的形式連接在感性負(fù)載上，以在關(guān)閉電源電壓或連接的感性負(fù)載時(shí)抑制突然的電壓尖峰，從而防止開(kāi)關(guān)電路免受損壞。

這些類型的二極管向連接的負(fù)載提供平滑電流，從而消除負(fù)載處的負(fù)電壓。它主要見(jiàn)于整流器，可應(yīng)用于電力電子，其典型的型號(hào)代表是1N4007。

在上圖中，每當(dāng)電壓源連接到開(kāi)關(guān)和感性負(fù)載時(shí)，有可能出現(xiàn)兩個(gè)穩(wěn)態(tài)。在第一種情況下，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，連接在末端作為負(fù)載的電感器將從施加的輸入電壓中獲得全部能量，因此電路中的所有電流將通過(guò)電感器從正極端子流到負(fù)極端子。在第二種情況下，當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，電感負(fù)載會(huì)經(jīng)歷電流的突然下降，并會(huì)利用其積累的磁場(chǎng)能量來(lái)抵抗它。

當(dāng)施加正電位時(shí)，將集中很大的負(fù)電位，當(dāng)施加負(fù)電位時(shí)，將集中很大的正電位。由于沒(méi)有為通過(guò)電流進(jìn)行物理連接，因此電荷載流子將跨越開(kāi)關(guān)或晶體管的帶隙。

續(xù)流二極管通過(guò)允許電感器汲取電流直到能量在連續(xù)回路中穿過(guò)二極管和導(dǎo)線，從而防止電荷載流子與電感器負(fù)載的交叉問(wèn)題。當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，續(xù)流二極管作為相對(duì)于電感器的正向偏置二極管，允許電感器以連續(xù)的方式將電流從正極端子傳導(dǎo)到負(fù)極端子。電感器負(fù)載處的電壓將是續(xù)流二極管的正向壓降的特定函數(shù)，二極管的總功耗時(shí)間一般為幾毫秒。

根據(jù)所需的應(yīng)用不同，可以根據(jù)最大正向電流容量、最小正向壓降和最適合電感器電壓的適當(dāng)反向擊穿電壓等參數(shù)選擇理想的續(xù)流二極管。例如，肖特基二極管是開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器中續(xù)流二極管應(yīng)用的最佳選擇。

總結(jié)

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，信號(hào)二極管陣列就是多個(gè)信號(hào)二極管的串聯(lián)或并聯(lián)的組合，它們廣泛應(yīng)用在電路中，不僅占用空間小，而且還可以保護(hù)電路的安全，所以在業(yè)內(nèi)比較的受歡迎。