在電路中,二極管還可以起到限流的作用。當(dāng)電路中的電流過大時(shí),二極管會導(dǎo)通并分流一部分電流,從而保護(hù)其他元器件不受損壞。特別是在LED照明電路中,二極管可以有效限制LED燈的電流,延長其使用壽命。在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中,二極管還起到續(xù)流的作用。當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí),電感中的電流不能突變,會產(chǎn)生一個(gè)反向的感應(yīng)電動(dòng)勢。此時(shí),二極管導(dǎo)通并形成一個(gè)通路,消耗掉這個(gè)反向電動(dòng)勢產(chǎn)生的能量,保護(hù)電路中的其他元器件不受損壞。二極管性能穩(wěn)定,是電子電路長期穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。BAS40-04W,115 肖特基二極管
二極管在信號處理電路中有著普遍而重要的應(yīng)用,它能夠?qū)π盘栠M(jìn)行多種方式的處理,滿足不同電路對信號的特殊要求。在限幅電路中,二極管發(fā)揮著關(guān)鍵作用。限幅電路用于限制信號的幅度,防止信號過大而損壞后續(xù)電路元件。例如,在音頻信號處理電路中,如果輸入的音頻信號幅度可能會超過功放電路的承受范圍,就可以使用二極管限幅電路。當(dāng)音頻信號電壓在正常范圍內(nèi)時(shí),二極管處于截止?fàn)顟B(tài),信號正常通過。但當(dāng)信號電壓超過一定值時(shí),二極管導(dǎo)通,將信號電壓限制在一個(gè)安全范圍內(nèi)。這種限幅功能可以通過不同的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),如串聯(lián)一個(gè)電阻和一個(gè)二極管,或者使用多個(gè)二極管組成的雙向限幅電路,從而對信號的正、負(fù)半周都進(jìn)行幅度限制。BAV170QAZ光電二極管可將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,是光通信的關(guān)鍵元件。
橋式整流電路是目前應(yīng)用非常普遍的整流方式。它由四個(gè)二極管組成一個(gè)橋式結(jié)構(gòu)。當(dāng)交流電壓輸入時(shí),在正半周,兩個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過這兩個(gè)二極管和負(fù)載;在負(fù)半周,另外兩個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過這兩個(gè)二極管和負(fù)載。橋式整流電路的優(yōu)點(diǎn)明顯,它不需要中心抽頭的變壓器,而且對變壓器次級繞組的利用率更高,輸出的直流電壓脈動(dòng)更小。在幾乎所有的現(xiàn)代電子設(shè)備電源中,如電腦電源、手機(jī)充電器等,都采用了橋式整流電路。它可以適應(yīng)不同的交流輸入電壓范圍,并且可以與后續(xù)的濾波、穩(wěn)壓電路更好地配合,為電子設(shè)備提供高質(zhì)量的直流電源,確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。此外,在一些特殊的電源整流應(yīng)用中,如高壓電源整流,會使用高壓整流二極管。這些二極管能夠承受極高的反向電壓,確保在高電壓環(huán)境下正常工作,為X光機(jī)、高壓靜電發(fā)生器等設(shè)備提供所需的直流高壓電源。
二極管的制造工藝包括多個(gè)環(huán)節(jié)。首先是半導(dǎo)體材料的制備,硅或鍺等半導(dǎo)體材料需要經(jīng)過提純、拉晶等過程,得到高純度、高質(zhì)量的半導(dǎo)體晶體。然后進(jìn)行晶圓制造,將半導(dǎo)體晶體切割成薄片,在晶圓上通過擴(kuò)散、離子注入等工藝形成 P - N 結(jié)。擴(kuò)散工藝是將特定的雜質(zhì)原子擴(kuò)散到半導(dǎo)體材料中,改變其導(dǎo)電類型,從而形成 P 區(qū)和 N 區(qū)。離子注入則是通過加速離子并將其注入到半導(dǎo)體材料中,精確地控制雜質(zhì)的濃度和分布。在形成 P - N 結(jié)之后,還需要進(jìn)行電極制作,在 P 區(qū)和 N 區(qū)分別制作金屬電極,以便與外部電路連接。另外,進(jìn)行封裝,將制作好的二極管芯片封裝在特定的封裝材料中,保護(hù)芯片并提供合適的引腳用于安裝。二極管在發(fā)光二極管(LED)中的應(yīng)用,使得現(xiàn)代照明技術(shù)更加節(jié)能高效。
穩(wěn)壓二極管(齊納二極管)利用反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。當(dāng)反向電壓達(dá)到其擊穿電壓時(shí),即使電流在較大范圍內(nèi)變化,二極管兩端的電壓仍能保持基本穩(wěn)定。穩(wěn)壓電路中,穩(wěn)壓二極管與限流電阻串聯(lián)接入電源,通過調(diào)整限流電阻的阻值,控制流過穩(wěn)壓二極管的電流,使其工作在反向擊穿區(qū)。這種電路常用于為電子設(shè)備提供穩(wěn)定的參考電壓,如在單片機(jī)系統(tǒng)中為芯片供電,確保電源電壓不受輸入電壓波動(dòng)或負(fù)載變化的影響。與普通二極管不同,穩(wěn)壓二極管正常工作在反向擊穿狀態(tài),且具有良好的可逆性,只要電流和功耗控制在允許范圍內(nèi),不會因擊穿而損壞,是穩(wěn)定電壓的重要器件。二極管的小型化和集成化是電子元件發(fā)展的重要趨勢。74AHC74D-Q100J
二極管作為電子元件的基石,在電路中發(fā)揮著整流和開關(guān)的重要作用。BAS40-04W,115 肖特基二極管
硅是目前應(yīng)用非常普遍的二極管材料。硅二極管的正向電壓降通常在 0.6 - 0.7V 左右。雖然這個(gè)電壓降比鍺二極管高,但硅二極管的優(yōu)點(diǎn)非常突出。它的反向漏電流極小,能夠在較高的反向電壓下保持良好的截止特性。這使得硅二極管在大多數(shù)電子電路中成為優(yōu)先選擇,無論是在電源整流電路、數(shù)字電路中的信號處理還是在其他各種電子設(shè)備的電路中,硅二極管都能穩(wěn)定可靠地工作。比如在計(jì)算機(jī)的電源電路中,硅二極管可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為計(jì)算機(jī)內(nèi)部的各個(gè)元件提供穩(wěn)定的直流電源,同時(shí)有效防止反向電流對電路的損害。BAS40-04W,115 肖特基二極管