大多數電路設計人員都熟悉二極管動態特性，如電荷存儲，電壓依賴性電容和反向恢復時間。不太常見的確認和制造商指定的是二極管轉發時間。該參數描述了二極管導通和鉗位其正向壓降所需的時間。從歷史上看，這個非常短的時間，單位為納秒，已經非常小，以至于用戶和售賣者基本上忽略了它。它很少被討論，幾乎從未指定過。最近，開關穩壓器的時鐘速率和轉換時間變得更快，使得二極管導通時間成為關鍵問題。提高時鐘頻率以實現更小的磁性尺寸;減少過渡時間有助于提高整體效率，但最初需要將IC熱量降低最小化。在時鐘速度超過約1MHz時，過渡時間損失是模具加熱的主要來源。

二極管導通時間導致的潛在困難是，即使限制在納秒以下，二極管上產生的短暫“過沖”電壓也會引起過壓應力，導致開關穩壓器IC出現故障。因此，仔細測試需要對特定應用的特定二極管進行鑒定以確保可靠性。該測試假設在最終應用中圍繞元件和布局的低損耗，僅測量由于二極管寄生引起的導通過沖電壓。不正確的相關組件選擇和布局將有助于提供更多的應力條件。

二極管開啟時間觀點

圖1顯示了典型的升壓和降壓電壓轉換器。在這兩種情況下，假設二極管鉗位將引腳電壓偏移切換到安全極限。在升壓情況下，該限制由開關引腳最大限度地降低正向電壓來定義。降壓外殼限制由開關引腳的最大允許反向電壓設置。

圖2表明二極管需要有限的時間長度來鉗位其正向電壓。該正向導通時間允許瞬時偏移超過標稱二極管鉗位電壓，可能超過IC的擊穿極限。開啟時間通常以納秒為單位測量，使得觀察難以進行。進一步的復雜性是，導通過沖發生在脈沖波形的幅度極限處，從而妨礙了高分辨率幅度測量。在設計二極管導通測試方法時必須考慮這些因素。

圖3顯示了測試二極管開啟時間的概念方法。這里，測試在1A處進行，可以使用另外的電流。脈沖通過5Ω電阻進入被測二極管1A。在被測二極管處直接測量導通時間電壓偏移。該外觀看似簡單。特別是，當前步驟必須具有異常快速的高保真度轉換，并且忠實的開啟時間確定需要實質的測量帶寬。

詳細的測量方案

圖4中顯示了更詳細的測量方案。調出了各種元素的必要性能參數。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。這些規范代表了現實的操作條件;可以通過改變適當的參數來選擇其他電流和上升時間。

脈沖放大器需要特別注意電路配置和布局。圖5顯示放大器包括并聯的達林頓驅動RF晶體管輸出級。集電極電壓調整（“上升時間”）峰值Q4至Q6 F T ;輸入RC網絡通過將輸入脈沖上升時間略微延遲到放大器通帶內來優化輸出脈沖純度。并聯允許Q4至Q6在有利的單個電流下工作，保持帶寬。當（輕度交互式）邊緣純度和上升時間調整得到優化時，圖6表明放大器產生超越干凈的2ns上升超時輸出脈沖，沒有振鈴，外來元件或后過渡偏移。這種性能使得二極管導通時間測試變得切實可行。 1

圖7描述了完整的二極管正向導通時間測量裝置。由亞納秒脈沖發生器驅動的脈沖放大器在測試中驅動二極管。 Z0探頭監測測量指針并輸入1GHz示波器。 2 ， 3 ， 4

二極管測試和解釋結果

測量測試夾具，正確配備和構造，允許二極管開啟時間測試，具有出色的時間和幅度分辨率。 5 圖8至圖12顯示了來自不同制造商的五種不同二極管的結果。圖8 （二極管編號1）超過穩態正向電壓3.6ns，峰值200mV。這是五個方面的最佳表現。圖9到圖12顯示了在圖中標題中增加的開啟幅度和時間。在最壞的情況下，導通幅度超過標稱鉗位電壓超過1V，而導通時間延長數十納秒。圖12最終導致這種不幸的游行，具有巨大的時間和幅度誤差。這種錯誤的短途旅行可能會導致IC調節器故障和故障。教訓很清楚。必須在任何給定的應用中表征和測量二極管導通時間以確保可靠性。

注釋

1 在線性中出現備用脈沖生成方法技術應用說明122 ，附錄F，“另一種方法。”

2 Z0探針在Linear Technology ApplicationNote 122 < / em>附錄C，“關于Z0探針。”另見參考文獻27至34。

3 亞納秒脈沖發生器的要求并非無足輕重。請參閱Linear Technology ApplicationNote 122 附錄B，“富裕與貧困的亞納秒上升時間脈沖發生器”。