大多數電路設計人員都熟悉二極管動態 電荷存儲、電壓相關等特性 電容和反向恢復時間。不太常見 確認和制造商指定是二極管正向 開啟時間。此參數描述時間 二極管導通并箝位在其前向時需要 電壓降。從歷史上看，這個極短的時間，單位 納秒，已經如此之小，以至于用戶和供應商 同樣基本上都忽略了它。它很少被討論和 幾乎從不指定。最近，開關穩壓器時鐘 速率和轉換時間變得更快，使二極管 開啟時間是一個關鍵問題。增加的時鐘速率是 要求實現更小的磁性元件尺寸;減少 過渡時間在一定程度上有助于整體效率，但 主要需要最小化IC熱上升。以時鐘速度 超過約1MHz，轉換時間損耗是主要因素 模具加熱源。

由于二極管導通時間而可能遇到的困難是 由此產生的瞬態“過沖”電壓在 二極管，即使限制在納秒內，也可以感應 過壓應力，導致開關穩壓器IC故障。 因此，需要仔細測試才能鑒定給定的二極管 用于特定應用，以確保可靠性。這個測試， 假設周圍組件的損耗低，并且 最終應用中的布局，測量導通過沖 僅由二極管寄生效應引起的電壓。關聯不當 組件選擇和布局將額外貢獻 過度強調術語。

二極管導通時間視角

圖1顯示了典型的升壓和降壓電壓 變換 器。在這兩種情況下，假設二極管 箝位開關引腳電壓偏移至安全限值。在 升壓情況下，此限值由開關引腳最大值定義 允許的正向電壓。設置降壓大小寫限制 由開關引腳確定最大允許反向電壓。

圖1.典型電壓升壓/降壓轉換器。假設二極管箝位開關引腳電壓偏移到安全限值。

圖2顯示二極管需要一定的時間長度 箝位在其正向電壓下。此正向導通時間允許高于標稱二極管的瞬態偏移 箝位電壓，可能超過IC的擊穿 限制。導通時間通常以納秒為單位， 使觀察困難。進一步的并發癥 是導通過沖發生在振幅處 脈沖波形的極端值，排除了高分辨率 振幅測量。必須考慮這些因素 設計二極管導通測試方法時。

圖2.二極管正向導通時間允許瞬態偏移高于標稱二極管箝位電壓，可能超過IC擊穿限值。

圖3顯示了測試二極管的概念方法 開啟時間。在這里，測試是在1A下進行的，盡管 可以使用其他電流。脈沖步進 1A 進入 通過5Ω電阻測試的二極管。導通時間電壓 偏移直接在被測二極管上測量。這 菲古雷在外觀上看似簡單。特別是， 當前步驟必須具有異常快速、高保真度 轉換和忠實的開啟時間確定需要 巨大的測量帶寬。

圖3.概念方法在1A時測試二極管導通時間，輸入步進必須具有異常快速、高保真轉換。

詳細測量方案

更詳細的測量方案如圖4所示。 各種元素的必要性能參數 被叫出來。亞納秒上升時間脈沖發生器， 1A、2ns 上升時間放大器和 1GHz 示波器是 必填。這些規格代表了實際操作 條件;可選擇其他電流和上升時間 通過更改適當的參數。

圖4.詳細的測量方案指示了各種元件的必要性能參數。需要亞納秒級上升時間脈沖發生器、1A、2ns 上升時間放大器和 1GHz 示波器。

脈沖放大器需要特別注意電路 配置和布局。圖5所示為放大器 包括一個并聯的達林頓驅動射頻晶體管 輸出級。集電極電壓調整（“上升時間 修剪“）峰值 Q4 至 Q6 FT;輸入 RC 網絡優化 通過略微延遲輸入脈沖上升來降低輸出脈沖純度 在放大器通帶內的時間。并聯允許 Q4 Q6 在有利的單個電流下工作，保持 帶寬。當（輕度交互）邊緣純度 和上升時間調整得到優化，圖6顯示 放大器產生異常干凈的2ns上升時間 輸出脈沖無振鈴、外來分量或轉換后 游覽。這樣的性能使二極管 開啟時間測試實用。

圖5.脈沖放大器包括并聯達林頓驅動的RF晶體管輸出級。集電極電壓調整（“上升時間調整”）峰值 Q4 至 Q6 FT，輸入RC網絡優化輸出脈沖純度。低電感布局是強制性的。

圖6.脈沖放大器輸出至5Ω。上升時間為2ns，脈沖頂部像差最小。

圖7顯示了完整的二極管正向導通時間 測量安排。脈沖放大器，驅動 通過亞納秒脈沖發生器驅動二極管 測試中。Z0探頭監測測量點 并饋送 1GHz 示波器。2,3,4

圖7.完整的二極管正向導通時間測量配置包括亞納秒上升時間脈沖發生器、脈沖放大器、Z0 探頭和 1GHz 示波器。

二極管測試和解釋結果

測量測試設備，設備齊全，并且 構造，允許二極管導通時間測試，具有出色的性能 時間和振幅分辨率。5圖 8 到 12 顯示來自不同制造商的五個不同二極管的結果。 圖8（二極管編號1）過沖穩定 狀態正向電壓為3.6ns，峰值為200mV。這是 五中最好的表現。圖 9 到 12 顯示增加的導通幅度和時間 詳見標題。在最壞的情況下，打開 幅度超過標稱箝位電壓超過標稱箝位電壓 1V，而導通時間延長數十納秒。 圖 12 以巨大的 時間和幅度誤差。這種錯誤的短途旅行可以和 會導致IC穩壓器擊穿和故障。教訓 這里很清楚。二極管導通時間必須表征和 在任何給定的應用中進行測量，以確保可靠性。

圖8.“二極管1號”過沖穩態正向電壓≈3.6ns，峰值為200mV。

圖9.“2 號二極管”在 750ns 內建立之前峰值為 ≈6mV...> 2x 穩態正向電壓。

圖 10.“二極管3號”峰值比標稱1mV VFWD高400V，誤差為2.5倍。

圖 11.“二極管編號 4”峰值為 ≈750mV，具有較長的（注意水平 2.5 倍刻度變化）尾隨 VFWD 值。

圖 12.“二極管編號 5”峰值偏離標度，拖尾延長（請注意，與圖 8 至 10 相比，水平尺度較慢）。

審核編輯：郭婷