在电子电路设计中，二极管的选型至关重要，它直接影响着电路的性能和稳定性。本文将详细介绍二极管选型的 15 个关键要素，帮助工程师们在实际应用中做出更合适的选择。
在理解正向导通压降之前，我们需要明确几个概念。当二极管的电流流过负载后，相对于同一参考点的电势（电位）变化称为电压降，简称压降；而二极管开始导通时对应的电压则为导通压降。
从二极管的特性来看，当外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压较小，不足以克服 PN 结内电场的阻挡作用，此时正向电流几乎为零。只有当正向电压大到足以克服 PN 结电场时，二极管才会正向导通，并且电流会随电压的增大而迅速上升。而当外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成的反向电流，由于反向电流很小，二极管处于截止状态；当反向电压增大到一定程度后，二极管会发生反向击穿。
在常温下，通过对型号为 SM360A 的二极管进行导通电流与导通压降的关系测试，我们发现正向导通压降与导通电流成正比，其浮动压差为 0.2V。虽然从轻载导通电流到额定导通电流的压差仅为 0.2V，但对于功率二极管来说，这不仅会影响效率，还会影响二极管的温升。因此，在价格条件允许的情况下，应尽量选择导通压降小、额定工作电流较实际电流高一倍的二极管。
此外，环境温度对二极管的导通压降也有显著影响。通过对 SM360A 的实测数据可知，二极管的导通压降与环境温度成反比。在环境温度为 - 45℃时，虽然导通压降，但不影响二极管的稳定性；而在环境温度为 75℃时，外壳温度可能会超过数据手册给出的 125℃，此时该二极管就必须降额使用，这也是开关电源在高温点需要降额使用的因素之一。
图 1 二极管导通压降测试电路
图 2 导通压降与导通电流关系
图 3 导通压降与环境温度关系曲线
额定电流 IF 是指二极管长期运行时，根据运行温升折算出来的平均电流值。目前，功率整流二极管的 IF 值可达 1000A。正向电流则是指二极管长期连续工作时，允许通过的正向平均电流值，其大小与 PN 结面积及外部散热条件等有关。因为电流通过管子时会使管芯发热，当温度超过容许限度（硅管约为 141℃，锗管约为 90℃）时，管芯就会过热而损坏。所以在规定散热条件下，使用二极管时不要超过其整流电流值。例如，常用的 IN4001 - 4007 型锗二极管的额定正向工作电流为 1A。
在半波整流电路中，平均整流电流 Io 是指流过负载电阻的平均整流电流的值，这是在折算设计时非常重要的值。
浪涌电流 IFSM 是指运行中流过的过量正向电流，它不是正常的电流，而是瞬间电流，且这个值相当大。
即使没有反向电流，只要不断提高反向电压，迟早会使二极管损坏。反向峰值电压 VRM 是指为避免击穿所能加的反向电压，这里的电压不是瞬时电压，而是反复加上的正反向电压。由于给整流器加的是交流电压，其值是规定的重要因子。目前，的 VRM 值可达几千伏。
与反向峰值电压不同，VR 是连续加直流电压的值，主要用于直流电流。直流反向电压对于确定允许值和上限值非常重要。
由于 PN 结的结电容存在，当工作频率超过某一值时，二极管的单向导电性将变差。一般来说，点接触式二极管的 fM 值较高，在 100MHz 以上；而整流二极管的 fM 较低，一般不高于几千 Hz。
当正向工作电压从正向变为反向时，理想情况下二极管的电流能瞬时截止，但实际上一般会延迟一点点时间。决定电流截止延时的量就是反向恢复时间。
当二极管中有电流流过时，会吸收热量，从而使自身温度升高。功率 P 是指功率的值，具体为加载在二极管两端的电压乘以流过的电流。这个极限参数对于稳压二极管、可变电阻二极管等显得尤为重要。
反向饱和漏电流 IR 是指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流，该电流与半导体材料和温度有关。在常温下，硅管的 IR 为 nA（10 - 9A）级，锗管的 IR 为 mA（10 - 6A）级。
降额可以提高产品的可靠性，延长其使用寿命。根据温度降低 10℃寿命增加一倍的理论，不同额定结温的管子有不同的降额结温数据，如下表所示：
| 额定值 TjM | 125℃ | 150℃ | 175℃ | 200℃ |
|---|
| 降额后可使用的 TjM | 110℃ | 135℃ | 160℃ | 185℃ |
在选型阶段，应考虑器件是否通过了安规，特别是功率器件。一般来说，各国广泛接受的安规类型有 UL（北美）、CSA（加拿大）、TUV（德国）、VDE 等。
为了限度地发挥器件的固有可靠性，需要正确选用器件，并对器件周边的线路、机械和热进行合理设计，以控制器件在整机中的工作条件，防止各种不适当的应力或操作给器件带来损伤。
在设计单板时，应放宽器件参数允许变化的范围（包括制造容差、温度漂移、时间漂移），以确保器件的参数在一定范围内变化时，单板仍能正常工作。
应禁止选用轴向插装的二极管封装和 Open - junction（O/J）二极管。O/J 是 OPEN JUNCTION 的晶圆扩散工艺，其晶粒边缘粗糙，电性能不稳定，需要用混合酸（主要成分为氢氟酸）洗掉边缘，然后包以硅胶并封装成型，可信赖性较差。而 GPP 是 Glassivation passivation parts 的缩写，是玻璃钝化类器件的统称，该产品是在现有产品普通硅整流扩散片的基础上，对拟分割的管芯 P/N 结面四周烧制一层玻璃，玻璃与单晶硅有很好的结合特性，能使 P/N 结获得保护，免受外界环境的侵扰，提高器件的稳定性，可信赖性。
此外，O/J 的散热性不如 GPP，两者本质结构也截然不同。O/J 芯片需要经过酸洗后加铜片焊接配合硅胶封装，内部结构较大；而 GPP 芯片制造的整流桥免去了酸洗、上硅胶等步骤，直接与整流桥的铜连接片焊接，内部结构较小。
GPP 芯片和 OJ 芯片在多个方面存在差异：
- GPP 芯片在 wafer 阶段即完成玻璃钝化，并可实施 VR 的 probe testing，而 OJ 芯片只有在制得成品后才能测试 VR。
- VRM 为 1000V 的 GPP 芯片，通常从 P + 面开槽和进行玻璃钝化，台面呈负斜角结构（表面电场强度高于体内），而 OJ 芯片的切割不存在斜角。
- GPP 芯片的玻璃钝化分布在 pn 结部分区域，而 OJ 芯片对整个断面施加硅橡胶保护。
- GPP 芯片由于机械切割的原因留下切割损伤层，而 OJ 芯片的切割损伤层可经化学腐蚀去除掉。
- GPP 芯片采用特殊高温熔融无机玻璃膜钝化，Tjm 及 HTIR 稳定性高于用有机硅橡胶保护的 OJ 制品。
- GPP 芯片适合小型化、薄型化、LLP 封装，而 OJ 芯片适合引出线封装。
在制作工艺上，OJ 的芯片必须经过焊接、酸洗、钝化、上白胶、成型固化烘烤等步骤，其电性（反向电压）与封装酸洗工艺密切相关，常规封装形式为插件式；而 GPP 在芯片片制造工艺中已包含酸洗、钝化，其电性由芯片片直接决定，常见封状形式为贴片式。
