一,前 言
所有 DIODE 的性质均大同小异, 仅以其用法不同而有小量电性上的不同而已,而吾人若欲知一未知 DIODE 之好坏, 大致而言, 仅测其顺向压降及反向耐压即可。但欲知其详细性质, 则测试方式繁多, 一般分为 GROUP A 及 GROUP B 两大类。

GROUP A 多指短时间能完成的初期电性, 而 GROUP B 则多指须长时间测试而论其长时间后之电性为主 ; 以 AE 立场而言, 须熟悉各厂家生产之各种不同产品, 比较各材料之优劣, 则必须熟于各项测试方式。

GROUP B 由 HI-REL 部门负责, 可请其协助完成, GROUP A 则须由各部门自行解决。

通常各部门可自行测试者有下列数项：(GROUP A)

（一） Forward Voltage Drop. (VF)
（二） Forward Temp. Coefficierate (Tfc)
（三） Breakdown Voltage (BVR or PIV)
（四） Reverse Leakage. (IR)
（五） Junction Capacitance. (Cj)
（六） Reverse Recovery Time (Trr)
（七） Forward Overshoot Voltage, (Peak Value) (Vfr)
（八） Forward Recovery Time (Tfr) and Turn-on Time (Ton)
（九） Forward Surge Current.
（十） Overload Test (R.C.A. Short term)
（十一） Reverse Surge (1000 watts or 500 watt teat)
（十二） Reverse DC Power Dissipation (1 watt or 1/2 watt)
（十三） Rectifying Power Dissipation (Pd)
（十四） Junction Temp. (Tj)
（十五） Thermal Resistance (θj)

二,内 容
（一）Forward Voltage Drop： (VF)
理想 diode 之顺向压降为零, 反向耐压无穷大, 事实上不可能, 以LITE-ON 产品而言, 除 Si 本身有阻抗外, 尚有 Lead 的压降存在,如本公司Do-41 是由 Lead , Si Dice 之间焊接 (soldering) 良好, 则总压降 在 Io为 1 amp 时大约在0.88V～0.91V 间, 若制作不当, 则可能高至 1.0V 以上, 但 N-TYPE GPP DICE 则分布较广。
VF 有随温度升高而下降的特性 (负电阻特性), 一般测 VF 都是指JUNCTION TEMP. 在 25℃ 时之VF。
例： 1AMP 之VF, 表示通过1AMP. DC CURRENT , JUNCTION 温度维持25℃ 时顺向压降。
测量时不得通过 1AMP DC 或任何平均为 1AMP 之 HALF-SINE WAVE 电流 , 因此等电流将会使 JUNCTION 发热, 导至 VF 降低,故必须使用不至使 JUNCTION 发热之PULSE, 取其 PEAK 值而记录其压降值。

a.0～1mA 时使用 576 , 5150(AE)
b.1mA～100mA 时使用 576 ,5150(AE)
c.100mA～20A 时使用 Digital VF tester ,VF-300 ,5150(AE)
d.10A～150A 时使用 Digital VF tester ,VF-300(AE)
部份厂家 (如 W.H) 要求 FULL CYCLE FORWARD VOLTAGE DROP, 可 INPUT POWER SUPPLY (如使用 576 , 577 , 370), 直接测量 D.U.T 两端电压而得。

*VF 愈低, 在电路中消耗能量愈少, 性能愈佳。

*VF CURVE 由 576 或 370 TESTER 观察, 可求得是否有不稳定现象。
Direct-current (Static) Forward Voltage Drop Test on a Semiconductor Rectifier Diode

（二）Forward Temp. Coefficient： (Tfc)
半导体具负温度系数, 即温度愈高, 因载子能量加大, 易于流动致使电阻降低,Diode之顺向压降即随温度之上升而下降。
Temp. Coefficient 是指 JUNCTION 每升高一度,VF下降之数,单位为 mv/℃。其值之求法可用烤箱或绝缘油加热, 配合（一）项测 VF 仪器求出在各种不同温度下及不同电流时之 VF 值。 此温度乃指烤箱温度或加热之绝缘油温度, 范围宜在 25℃ ～150℃ 之间, 因 VF TESTER 输出POWER 极少可假设其对 JUNCTION 之温度不发生影响, 故周遭温度即为 JUNCTION 温度 (TA=Tj)。此时若取同一电流下之不同 数点作一曲线, 可发现其略为一直线, 故知在一固定电流下, 25℃～150℃ 间,Tfc 约为一常数。将各种不同电流时之 Tfc 均求出后, 以电流对 Tfc 得一曲线如次页附图。因本厂所制 Diode 多以 Si 为原料。故大部份材料均可适用此图,日后亦不致有多大改变。
（三）Breakdown Voltage (BVR on PIV)
LITE-ON 通常称此为 BVR (Reverse Breakdown Voltage) 或 PIV (Peak inverse Voltage)。用来表示材料反向耐压之程度。反向耐压无穷大实不可能,任何材料反向电压加至某一程度时,必然崩溃,就如同两不相连的导体在加到某一电压时中间跳火放电一般。

一般 diode 崩溃方式有三种：

a.为因热度关系 JUNCTION LAYER 之ELECTRON-HOLE PAIR增多, 反向漏电流急速增加, 而此漏电流配合施于 DIODE 之逆向高电压使diode 再度生热, 此连锁反应使逆向电流不断增加终至失去整流作用, 此为热崩溃（ERMAL RUN-AWAY)。

b.为高度 DOPPING 之状态下 JUNCTION LAYER 极窄, 故少量电压产生电场, 此大电场强行制造出大量的 ELECTRON-HOLE 而至导电, 此动作称为 ZENER EFFECT, 因此现象而产生 BREAKDOWN 的DIODE 是为 ZENER DIODE 。

c.为 AVALANCHE DIODE, 即为目前本公司所生产者, 此种JUNCTION-LAYER 较宽,电场不足以造成 ZENER EFFECT, 当电压加高时, 原存在之 Free-e 动能加大,当电压加至某一程度时, 此高能量之电子便因碰撞而产生其它电子, 因而游动电子不断加多终至崩溃, 此为 AVALANCHE DIODES . LT 现有TEKTRONICS 577 及 576 ,370 CURVE TRACER 可得 REVERE VOLTAGE 及 REVERSE LEAKAGE 之关系而测知 BREAKDOWN VOLTAGE, 其 CURVE 有多种不同现象。

通常习惯上, 以曲线与 10uA 处之交点电压为 BVR ,除 A)项外(B),(C),(D) 均不正常, 其所占比例自然愈少愈好, 另外 N-TYPE 常有一种即电压增加途中, 材料突然被打穿成 SHORT 状态或其中一, 两项此称之为 SNAP DOWN。

温度升高时,Si 中原子活动增加, 故在同样之逆向电压下碰撞的机会加多, 即电子在尚未获得足够能量 (V=Ed) 之前 ,碰撞损失能量, 如此电子便无法足够的能量产生electron-hole pair, 必须高电压才能产生 Breakdown , 故一正常的 Diode 其 Breakdown Voltage 均随温度之升高而升高。

Direct-current (Static) Reverse Current Test on a Semiconductor Rectifier Diode

（四）Reverse Leakage Current (IR) ：
逆向漏电指在逆向不导电的情况下, 实际通过的电流数; 当然这种电流数必然很小, 在未到达 BREAKDOWN 的地方,多以 uA 为单位计数,此种LEAKAGE 可分为三类：
(A)DC REVERSE LEAKAGE ---在 DIODE 的逆方向加上不大于 BREAKDOWN 电压的直流电压, 而测其漏电量, 是为 DC IR R： 为限流电阻 , DCV 以不损害 D.U.T的增加速度渐渐加大, 加至所欲测之电压后, 电流表上所示的数值即为漏电量, AE 现有TEKTRONIX 576 , 577 SCOPE 测 IR 极值, 可测之 nA 之数,如（三）所述温度升高后 IR 增大,故在高温状况下的 IR, 亦为 DIODE 特性之一, 一般顾客对 DIODE 在常温下之IR 要求均很松, 于额定电压不超过 5uA 或 10uA即可, 事实上, 正常产品不能有如此高的漏电. 因温度每增高10℃,IR 将增加两倍左右 ; 常温下之IR 过高,将导至高温状态下材料不堪使用, 故真正材料 IR 的分布, 多使之维持在数十至数百nA 之间, LT产品 FAST RECOVERY TYPE 因 DOPUNT 不同而VF 及 IR 增高外,其余产品 IR 均甚小, 附图为 STD SERIES IR TYPICAL VOL. 由 25℃ 至 125℃的值。高温 IR, AE 有现成仪器可供使用, 在 AE 可用4210A烤箱配合 5150 观察 IR 增加情形。
(B)Average Reverse Leakage at Rated Half Sine Wave Reverse Voltage此为逆向漏电之一种, 与（A）不同处仅在所加电压并非 DC,而为PEAK RATED VOLTAGE 之半波型电压, 此亦可求高温状态之值, 此项IR 很少使用 .
(C)Dynamic Leakage (IRav)此为在 OPERATION 状态下,求得之LEAKAGE ,顺向加 RATED CURRENT 反向加 RATED VOLTAGE, 然后求逆向电流。A1 电表显示所加在 D.U.T 上之电流A2显示 DYNAMIC LEAKAGE. 例如现测 1N4006 之材料, 则 A1 调整至1AMP, 逆向电压 PEAK 值调至 800 伏特, 此时顺向电流经由A2, D2及 D.U.T, 1AMP 流经 D.U.T 时 DIODE 之 JUNCTION 发热,及LEAKAGE 增加, 此 LEAKAGE 经由 D2在A2 显示出来, 为避免欲测之LEAKAGE经由D1 流走, D1必须尽量压低 JUNCTION 温度,以免 D1 本身之 LEAKAGE 过大, 故可并联数个 DIODE 于 D1, DIODE 过多时, 亦同样会使 LEAKAGE 增加, 较适合为 D1 之RATING 为 D.U.T RATING 之 4～10倍左右, D2 则无此项考虑, 谨须耐压较佳即可。DYNAMIC IR 可用以检验材料之 RATING 是否适合。POWER SUPPLY 使用AE 测 SURGE 之仪器较为合适, D1, D2 及 A2 测须自行装配, 放置 D.U.T 之 DIODE CLIPS, 必须距 DIODE BODY 3/8“.以符合美国军方标准. 顺向电流或逆向电压波型半电宽度均以趋近8.3MS 为佳。

(五) JUNCTION CAPACITANCE (Cj)
JUNCTION 电容有顺向及反向两种, 此处所指为反向者, 电容与截面积成正比, 与逆向电压之对数成反比 ( Cj = dQ/dV = ε/W =ε．A/d ), 附图 1N5404材料所测得者, 测量时可用 AE 之 HP 4277A LCZ METER 测之, 加上逆向偏压可。

(六) REVERSE RECOVERY TIME (Trr)
因受电路中使用频率的影响, 部份材料必须有较快的 Trr 始适用, 如 LT 目前所生产的 PR, UF, RGP 等是, 而测试条件对Trr 值有绝对的影响, 一般皆由顾客指定, 常用之电路有下列数种：

(A)RG1 TEST CONDITIONS AND CIRCUIT：先使用 DC CURRENT SOURCE 输入 0.5A 之电流, 再调整 PULSE GENERATOR 输出 NEGATIVE PULSE 使 IR 成为 1.0A, PULSE WIDTH一般使用 10us, PERIOD PER ONE CYCLE 约为 100us, 视顾客之要求而定. 此电路适用于 PR 材料, 为目前 LT 最常用者.

(B)DG1 TEST CONDITION CIRCUIT：POSITIVE PULSE 时存于电容器后, 放电产生负的压降, 形成 Trr 图形,线路 LT 常用以测 DAMPER 或 CLAMPER.
(C)C GJ-1 TEST CONDITION AND CIRCUIT IF=2mA, VR=15V, Irr=0.1 IR此电路由测 CGI-1 而得名, 为日本最常之测 DAMPER 及 CLAMPER之电路.
(D)RMP TEST CONDITION AND CIRCUIT IF=10mA, IR=10mA, Irr=1mA此电路常用在 RMP 材料上
(E)使用 TEKTRONIX TYPE S DIODE RECOVERY PLUG-IN UNIT通常用 IF=20mA, IR=2mA以上五种为最常见之电路, 若 AE 部门有 PULSE GENERATOR 则可自行自制。
(七)FORWARD OVERSHOOT VOLTAGE PEAK VALUE (Vfr) Trr 与 DIODE 的 Cj 有关, Vfr 则与 DIODE 之 INDUCTIVE 性质有关本厂所制 DAMPER 均须测试此项, 电路如下：

Vfr 数值愈低愈佳

(八)FORWARD RECOVERY TIME (Tfr) AND TURN-ON TIME (Ton)Tfr 为 DIODE 顺向压降回恢的时间, Ton 则指顺向电流到达预定值之时间.
以上 Trr, Vfr 或 Ton 等与 CUSTOMER 均或多或少有 CALIBRATION 的问题故可以 SAMPLE 为准。