В качестве выпрямительных диодов в импульсных преобразователях DC-DC и в импульсных блоках питания обычно применяют диоды Шоттки из-за их высокого быстродействия и малого падения напряжения. Однако элементы структуры полупроводник-металл имеют врожденные недостатки (повышенный ток утечки, низкое обратное напряжение и т.п.), поэтому там, где возможно, применение находят импульсные полупроводниковые приборы средней мощности с p-n переходом.
Особенности диода FR302
К этой категории относятся диоды линейки FR30x, которой принадлежит элемент FR302. Характерной особенностью этого прибора является довольно большой ток в 3 ампера, при этом скорость переключения примерно в 10 раз выше, чем у ординарных диодов (например, 1N5408), а ток утечки на два порядка ниже, чем у диодов Шоттки. Стоит обратить на предельное обратное напряжение – оно невелико, и это ограничивает область использования элемента.
Остальные характеристики диода FR302 характерны для класса кремниевых импульсных полупроводниковых диодов.
Внешний вид и распиновка контактов
Полупроводниковый прибор выпускается в пластиковом пожаробезопасном корпусе DO-201AD, который имеет цилиндрическую форму. Два вывода расположены аксиально:
- анод;
- катод.
Оба вывода выполняются из гибкой луженой проволоки круглого сечения. Перед монтажом выводы изгибаются и обрезаются для установки по месту. Со стороны катода наносится кольцевая метка белого или серого цвета.
Основные характеристики
Характеристики диода FR302 можно найти в datasheet. Наиболее значимые для применения параметры размещены в таблице.
| Характеристика | Размерность | Значение |
|---|---|---|
| Наивысший предельный выпрямленный ток | ампер | 3 |
| Предельный импульсный неповторяющийся ток | ампер | 150 (единичный импульс длительностью не более 8,3 мкс, форма – половина синусоиды) |
| Наивысшее пиковое значение обратного импульсного напряжения | вольт | 200 |
| Наивысшее среднее (RMS) обратное напряжение | ||
| Верхний предел постоянного напряжения в запирающем направлении | ||
| Падение напряжения в прямом направлении | вольт | 1,2 (при предельном выпрямленном токе) |
| Пиковый ток утечки при предельном обратном напряжении | микроампер | 10 (для температуры 25 градусов) |
| 150 (для температуры 100 градусов) | ||
| Время переключения | наносекунд | 150 |
| Типовое значение собственной ёмкости | пикофарад | 60 (измерено на частоте 1 МГц при запирающем напряжении 4 вольта) |
| Предельные температуры | Градус С | Минус 60..+125 (для работы) |
| Минус 60..+150 (для хранения) | ||
| Вес | грамм | Около 1,2 |
Значения токов даны для активной (резистивной) или индуктивной нагрузки. Если в нагрузке преобладает емкостная составляющая, предельные значения надо уменьшить на 20%.
Маркировка
Маркировка элемента FR302, как и других полупроводниковых приборов в подобном корпусе, содержит всего два элемента:
- тип диода;
- расположение катода (кольцо).
Наименование прибора наносят не все производители. В этом случае определить тип диода практически невозможно. Реально только оценить допустимый ток по габаритам корпуса.
Аналоги для замены
Без дополнительных условий полупроводниковый прибор FR302 заменяется на более высоковольтные элементы из той же линейки:
- FR303 (выдерживают 200 вольт);
- FR304 (300 вольт).
Остальные электрические и механические параметры аналогичны.
При замене на еще более высоковольтные элементы FR305..FR307 надо учитывать, что их быстродействие ниже. Так, у FR305 время восстановления составляет 250 мкс, а у FR306 и FR307 – 500 (в два раза больше, чем у FR302).
Можно заменить FR302 на элементы из трехамперной линейки UF540x (Ultra Fast). При прочих равных параметрах и том же самом корпусе, эти приборы могут переключаться в три раза быстрее. По напряжению подойдут элементы UF5402..UF5408.
Типичные схемы подключения
Параметры прибора позволяют использовать его для создания относительно мощных выпрямителей (по различным – двухполупериодным, однополупериодным, трехфазным и т.п.) схемам. Относительно высокое быстродействие определяет в качестве области применения не только устройства промышленной частоты, но и импульсные с достаточно высокой частотой преобразования. Невысокое напряжение, которое выдерживает p-n переход, ограничивает область применения вторичными цепями трансформаторов сетевого напряжения в классических и импульсных схемах.
Другое применение импульсных диодов – создание логических схем в цифровых устройствах, работающих на относительно низких частотах. Из двух элементов можно создать двухвходовые логические И и ИЛИ. Таким способом использовать FR302 можно там, где применение логических элементов в виде микросхемы нецелесообразно – аналоговых или аналогово-цифровых схемах.
Полупроводниковый прибор FR302 может применяться и для других целей, характерных для диодов – поглощение импульсов обратной полярности, разделение цепей постоянного тока и т.п. Главное – чтобы прибор по параметрам соответствовал условиям эксплуатации.
