一、引言

在电子元器件的应用中，二极管是一类非常常见而又关键的基础器件，广泛应用于整流、保护、开关、稳压等电路中。而在具体的电路封装与模块化过程中，常会出现“共阴”或“共阳”二极管结构，它们在电路设计中具有独特的优势与应用场景。

本文将聚焦于“共阴二极管”，从其定义、结构原理、典型电路应用、与其他结构的对比、选型要点等方面展开详细解析，帮助工程师和爱好者全面理解其功能与用途。

二、共阴二极管的定义

共阴二极管（Common Cathode Diode）指的是一个封装内含有两个或多个二极管，这些二极管的阴极（Cathode）端连接在一起，而阳极（Anode）端分别独立引出。

常见形式：

• 双二极管（Dual Diode）：两个阳极、一个共用阴极；

• 三极管模块内嵌的保护二极管阵列；

• 用于开关电源或电机驱动的模块封装形式。

这种结构在空间优化、简化PCB布线、改善热管理等方面具有优势。

三、共阴二极管的电路符号与结构

1. 电路符号

一个典型的共阴二极管符号通常表示为两个二极管的阳极引脚分别指向外部，阴极合并为一个公共引脚。

lua复制编辑   A1 --->|--+           |   A2 --->|--+-- C（共阴极）

• A1、A2 为两个阳极；

• C 为共用阴极输出（通常接地或连接负电位）；

2. 内部结构

在封装内部，通过半导体工艺实现两个PN结的阴极端共连，一般采用硅、肖特基或快恢复材料制作，视用途不同而选材。

四、共阴二极管的主要用途

1. 桥式整流中的半桥结构

在全桥整流电路中，两只共阴二极管常作为上桥臂器件使用，与两只共阳二极管搭配实现交流电整流输出。

2. 电源反向保护或双电压选择电路

通过控制阳极电压输入端，可以实现电源路径切换，如主电源与备用电源的自动切换功能。

3. 开关电源的同步整流

在DC-DC转换器中，共阴结构可用于降低导通损耗，提升整流效率，特别是在Boost或Buck电路中应用广泛。

4. 多通道信号保护（如ESD防护）

共阴二极管阵列用于保护多个信号通道，防止静电或过电压从任意通道流入系统内部。

五、共阴与共阳二极管的对比

六、共阴二极管的典型应用案例

案例一：双电源切换电路

当系统设计有主电源（如USB）与备用电源（如电池）时，可用两个阳极分别连接两个电源，阴极输出端连接系统负载。当主电源存在时，自动阻断备用电源供电。

案例二：LED多路驱动控制

在共阴LED模块中，驱动电流从各阳极进入LED，而共阴端接地，实现单独控制各路LED发光。

案例三：电机驱动中的续流二极管阵列

MOSFET桥式驱动中，共阴二极管作为反向电流通道，保护开关器件免受感性冲击。

七、共阴二极管的选型要点

选择合适的共阴二极管需从以下几个维度考虑：

1. 最大正向电流（IF）

决定能承载的负载电流，需高于电路工作时的最大电流。

2. 反向耐压（VRRM）

需满足系统电压上限，否则可能导致反向击穿。

3. 正向压降（VF）

肖特基二极管具有更低VF，适合低压高效率应用；普通硅二极管VF较高。

4. 反向恢复时间（trr）

对于高频整流应用，应选用快恢复二极管，提升整流效率。

5. 封装与热管理

选择适当封装（如TO-252、SMA、SOT系列）以满足功耗散热要求。

八、主流品牌与常见型号

主流品牌推荐：

• STMicroelectronics（意法半导体）

• ON Semiconductor（安森美）

• Vishay（威世）

• ROHM（罗姆）

• Diodes Inc.（美台）

典型型号举例：

九、结语

共阴二极管作为一种结构优化、功能灵活的多二极管集成形式，在现代电子电路中发挥着重要作用。其广泛应用于整流、反向保护、电源自动切换、ESD防护、同步整流等多个场景，大大提升了电路的集成度与可靠性。

在实际设计中，正确理解共阴结构的电流路径、极性逻辑，并合理匹配参数与封装形式，将有助于优化PCB布局、提升系统性能。