二極體資料手冊解讀 — VRRM·IF(AV)·IFSM·VF·IR·trr，整流·快速·蕭特基·齊納·TVS 數值比較

圖片說明：顧客拿著 1N4007 和 UF4007 的袋子問道：「兩個都是 1000V 1A，隨便哪個都可以吧？」繫著紅色圍裙的女店員用手指點著資料手冊的 trr 那一列回答：「速度不一樣！」

把二極體換成其他料號時，很容易以為「1000V 1A 都一樣」，但資料手冊上的數值遠不止這些，而且每個數值都附有條件。本文把 Vishay 的 7 份代表性二極體資料手冊（一般整流 1N4007 · 超快速恢復 UF4007 · 蕭特基 1N5819 · SS14 · 小訊號 1N4148 · 齊納二極體 1N4742A · TVS SMAJ15A）並列，整理出哪些數值該在什麼條件下比較。

所有數值都摘自 Vishay 官方資料手冊與應用筆記（Fundamentals of Rectifiers · Physical Explanation），英文引號內為原文。點選料號即可在 eGuro 元件搜尋中查詢庫存。

1. 從哪裡看起 — 三個數值

Vishay 應用筆記在選擇整流二極體時，這樣列出主要數值：“The major parameters for the selection of the appropriate rectifier are the maximum reverse voltage (VRRM), the average forward current (IF(AV)) and for switching application the reverse recovery characteristic (trr) too.” 另外，資料手冊表頭的 “TA = 25°C unless otherwise noted”，意思是未特別註明的數值都以環境溫度 25℃ 為準。實際的電路板會比這更熱。

2. 電壓 — VRRM · VRMS · VDC

VRRM 是 “Repetitive peak reverse voltage, including all repeated reverse transient voltages” — 反覆施加的最高逆向電壓。直接整流交流電時，施加的不是有效值，而是峰值（220V 約為 311V）。因此交流輸入要選資料手冊中 VRMS 欄大於該交流電壓的料號（220V 則選 VRMS 280V 的 1N4004 以上）。1N4001~1N4007 只有電壓值不同，其他數值相同，數字大的料號可以用在數字小的料號位置，反之則不行。蕭特基 1N5819 的 VRRM 為 40V，比整流二極體低得多。

3. 電流 IF(AV) — 同樣 1.0A，條件不同

圖片說明：顧客並排拿著兩張資料手冊說：「兩個都是 1.0A 呢！」女店員指著表格的條件欄回答：「條件溫度不一樣！」

三個料號都是「1.0A」，但在什麼溫度下為 1.0A 並不相同。溫度升得更高時，可通過的電流會減少，而這個減少的曲線就是資料手冊中的 Forward Current Derating Curve（電流降額曲線）圖。應用筆記將 IF(AV) 定義為 “Average forward output current, at a specified current waveform … a specified reverse voltage and a specified mounting condition (e.g. lead-length = 10mm or PCB mounted with certain pads and distance)” — 意思是連波形 · 逆向電壓 · 安裝方式都已規定的數值。

4. 突波電流 IFSM — 確認脈衝條件

IFSM 是指能承受多大的瞬間電流，例如開機時電容充電、一次大量流入的湧浪電流。應用筆記寫道 “It is not an operating value.” — 這不是可以持續通過的數值。整流二極體以 8.3ms 半波為準，而 1N4148 以 1µs 為準，不能只比較數字。

5. 順向電壓 VF — 發熱與損耗

VF 是電流通過時二極體兩端的電壓，VF × 電流 = 發熱。通過 1A 時，1N4007 最多 1.1W、蕭特基 1N5819 最多 0.6W 會變成熱。使用蕭特基最大的理由就是這個低 VF。VF 必須同時看是在幾 A 下量測的值，而且大多是 “Pulse test: 300µs pulse width, 1 % duty cycle” — 以短脈衝量測的值（在晶片發熱之前）。

6. 漏電流 IR — 蕭特基怕高溫

IR 是逆向阻斷時漏出的電流（皆為額定逆向電壓下的值）。蕭特基的漏電流比一般整流大數百倍，溫度升高時還會再增加 10 倍。在電池裝置這類待機電流很重要的地方，或在高溫處使用蕭特基時，請務必確認這個數值。蕭特基 1N5819 的最高接面溫度也偏低，為 125℃（第 9 章）。

7. 恢復時間 trr — 整流 · 快速 · 超快速恢復

二極體從導通轉為逆向時不會立刻關斷，會短暫有反向電流流過。這段時間就是 trr。50 · 60Hz 市電整流可以用 1N4007 這種慢速的，但在交換式電源（SMPS）· DC-DC 轉換器這類數十 kHz 以上的場合，慢速二極體會發燙。因此 1N4007 的位置通常可以用 UF4007，但 UF4007 的位置不能用 1N4007。trr 也附有條件，UF4007 為 “IF = 0.5A, IR = 1.0A, Irr = 0.25A”。

8. 電容 CJ · CD

CJ（接面電容）是 “Capacitance due to a pn junction of a diode which decreases with increasing reverse voltage.” — 逆向電壓越大就越小。1N4148 則以 CD（二極體整體電容，含封裝）標示。在高頻訊號 · 開關應用中，這個電容越小越好，蕭特基的電容偏大。

9. 熱阻 · 最高溫度

RθJA 50℃/W 表示發熱 1W 時，二極體內部會比周圍高 50℃。這個數值也附有 「9.5mm 引線 · PCB 安裝 · 銅箔焊墊尺寸」等條件，在電路板上把焊墊畫得太小就會更熱。

10. 齊納二極體 · TVS 特有的數值

齊納二極體要看 VZ 是在哪個電流（IZT）下量測的；TVS 則要看被保護電路電壓 ≤ VWM，以及 VC 是否低於被保護零件可承受的電壓。SMAJ 單向時色環在陰極端，而 “no marking on bidirectional types” — 雙向沒有極性色環。各齊納二極體料號的電壓另見齊納二極體電壓代碼一文。

11. 6 種一覽比較

皆為 Vishay 資料手冊的最大值（電容為典型值）。「-」表示該類型不適用的數值，「表中沒有」表示資料手冊中沒有該項目。

12. 替換時的檢查清單

• VRRM — 相同或更高。交流整流則需達峰值（有效值 × 1.41）以上
• IF(AV) — 不只看數字，條件溫度（TA · TL）與引線長度 · 焊墊也要以相同基準比較
• trr — 開關電路請用同類型（超快速恢復 · 蕭特基）以上。1N4007 → UF4007 通常可以，反之則不行
• VF · IR — 換成蕭特基後 VF 會降低，但漏電流大幅增加，最高溫度也可能較低
• IFSM — 脈衝條件（8.3ms 半波 · 1µs · 10ms）是否相同
• 封裝 · 散熱 — RθJA 條件（焊墊尺寸）與引線 · SMD 的差異
• 齊納二極體 · TVS — 齊納二極體看 VZ 與 IZT · 容差，TVS 看 VWM · VC · 單向/雙向（CA）

資料來源：Vishay 1N4001 (88503, 2020-04-29) · UF4001 (88755, 2020-04-06) · 1N5817 (88525, 2020-07-01) · SS12 (88746, 2020-04-23) · 1N4148 (81857, Rev. 1.6) · 1N4728A (85816, Rev. 2.7) · SMAJ5.0A (88390, 2024-01-09) 資料手冊，應用筆記 Fundamentals of Rectifiers (88867) · Physical Explanation (84064)。即使是同一料號，各公司的數值與條件也可能不同，請以實際使用的公司資料手冊確認。