雪崩二極管利用了半導(dǎo)體中的雪崩倍增效應(yīng)。當(dāng)在雪崩二極管兩端加上足夠高的反向電壓時(shí),少數(shù)載流子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下獲得足夠能量,與晶格原子碰撞產(chǎn)生新的電子 - 空穴對(duì),這些新產(chǎn)生的載流子又繼續(xù)碰撞其他原子,引發(fā)連鎖反應(yīng),導(dǎo)致電流急劇增大,產(chǎn)生雪崩倍增現(xiàn)象。在微波電路中,雪崩二極管可作為微波振蕩器和放大器。通過控制雪崩二極管的工作狀態(tài),利用其雪崩倍增產(chǎn)生的高頻振蕩信號(hào),實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)的放大和產(chǎn)生。在雷達(dá)系統(tǒng)中,雪崩二極管用于產(chǎn)生高功率的微波信號(hào),為雷達(dá)的目標(biāo)探測(cè)和定位提供強(qiáng)大的信號(hào)源,在微波通信、雷達(dá)探測(cè)等高頻領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。發(fā)光二極管(LED)通過注入電流發(fā)光,色彩鮮艷、能耗低,廣泛應(yīng)用于照明、顯示屏背光源等領(lǐng)域。2PD2150,115 SOT89
光電二極管是一種能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件,其工作原理基于內(nèi)光電效應(yīng)。當(dāng)光線照射到光電二極管的 PN 結(jié)時(shí),光子能量激發(fā)電子 - 空穴對(duì),在電場(chǎng)作用下形成光電流。光電二極管通常工作在反向偏置狀態(tài),此時(shí)光電流與光照強(qiáng)度成正比,線性度好,響應(yīng)速度快。在光通信系統(tǒng)中,光電二極管用于接收光纖傳輸?shù)墓庑盘?hào),將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后進(jìn)行放大和解調(diào);在光電傳感器中,通過檢測(cè)光電流的變化,可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的位置、距離、顏色等參數(shù)的測(cè)量,如自動(dòng)感應(yīng)門利用光電二極管檢測(cè)人體反射的紅外光,觸發(fā)開門動(dòng)作。此外,雪崩光電二極管(APD)通過雪崩倍增效應(yīng),可進(jìn)一步提高光信號(hào)檢測(cè)的靈敏度,適用于遠(yuǎn)距離、弱光信號(hào)的檢測(cè)場(chǎng)景。Z0405NF 1AA2雙向可控硅在某些特殊應(yīng)用中,二極管還可以作為光電器件使用。
肖特基二極管是一種基于金屬 - 半導(dǎo)體結(jié)的二極管,與普通 PN 結(jié)二極管相比,具有正向壓降?。s 0.3 - 0.5V)、反向恢復(fù)時(shí)間極短(幾乎為零)、開關(guān)速度快等明顯優(yōu)勢(shì)。這些特性使其在高頻電路中表現(xiàn)出色,如在開關(guān)電源的同步整流電路中,肖特基二極管可降低導(dǎo)通損耗,提高電源轉(zhuǎn)換效率;在高頻逆變器、DC - DC 轉(zhuǎn)換器中,快速的開關(guān)特性減少了電路的能量損耗和電磁干擾。此外,肖特基二極管的低正向壓降也適用于低壓大電流的應(yīng)用場(chǎng)景,如鋰電池保護(hù)電路。但肖特基二極管的反向耐壓一般較低,通常在 100V 以下,在選型時(shí)需根據(jù)電路的實(shí)際需求,權(quán)衡其性能優(yōu)勢(shì)與耐壓限制,充分發(fā)揮其在高頻、低壓電路中的作用。
二極管的封裝形式多種多樣,主要是為了適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境和安裝方式。常見的封裝形式有直插式和貼片式。直插式二極管通常具有兩個(gè)引腳,一個(gè)引腳連接 P 區(qū),一個(gè)引腳連接 N 區(qū),這種封裝形式便于手工焊接和在傳統(tǒng)的印刷電路板(PCB)上進(jìn)行安裝。直插式封裝的二極管體積相對(duì)較大,但在一些對(duì)可靠性要求較高、電流較大的場(chǎng)合應(yīng)用普遍。貼片式二極管則是為了適應(yīng)現(xiàn)代電子產(chǎn)品小型化、集成化的需求而發(fā)展起來的。貼片式二極管的體積小巧,可以直接貼裝在 PCB 板的表面,節(jié)省了電路板的空間,提高了電路板的集成度。除了這兩種常見的封裝形式外,還有一些特殊的封裝形式,如功率封裝,用于高功率二極管,這種封裝形式具有良好的散熱性能,確保二極管在大功率工作時(shí)的可靠性。隨著技術(shù)的進(jìn)步,新型二極管不斷涌現(xiàn),為電子產(chǎn)業(yè)帶來更多可能性。
二極管的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過程。早期的二極管是由電子管構(gòu)成的,體積大、功耗高且可靠性相對(duì)較低。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的興起,半導(dǎo)體二極管逐漸取代了電子管二極管。20 世紀(jì)初,科學(xué)家們開始對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行深入研究。在不斷的實(shí)驗(yàn)和探索中,發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體材料的特殊導(dǎo)電性質(zhì)。到了 20 世紀(jì)中葉,硅和鍺等半導(dǎo)體材料被廣泛應(yīng)用于二極管的制造。隨著制造工藝的不斷改進(jìn),二極管的性能得到了極大的提升,如降低了正向?qū)妷?、提高了反向耐壓能力等。如今,二極管的種類繁多,除了普通的整流二極管外,還出現(xiàn)了發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、肖特基二極管等具有特殊功能的二極管,滿足了不同領(lǐng)域的需求。雙向觸發(fā)二極管可雙向?qū)?,在晶閘管觸發(fā)電路中作為觸發(fā)器件,控制電路的通斷與功率調(diào)節(jié)。PMPB29XNE
發(fā)光二極管不僅用于照明,還常用于指示和顯示。2PD2150,115 SOT89
全波整流電路則需要兩個(gè)二極管和一個(gè)中心抽頭的變壓器。在這種電路中,當(dāng)交流電壓輸入變壓器后,變壓器的次級(jí)繞組產(chǎn)生兩個(gè)大小相等、方向相反的交流電壓。在正半周,一個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過該二極管和負(fù)載;在負(fù)半周,另一個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過另一個(gè)二極管和負(fù)載。這樣,無論交流電壓是正半周還是負(fù)半周,負(fù)載上都有電流通過,得到的直流電壓脈動(dòng)頻率是交流輸入電壓頻率的兩倍,提高了整流效率,相較于半波整流,全波整流能夠更好地利用交流電,為負(fù)載提供更穩(wěn)定的直流電源。這種電路在一些早期的電子管收音機(jī)等設(shè)備中較為常見。2PD2150,115 SOT89