當(dāng)二極管兩端施加反向電壓時(shí),外電場(chǎng)方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相同,會(huì)使得 PN 結(jié)變寬。這種情況下,只有極少數(shù)的載流子在反向電壓的作用下形成微弱的反向電流,這個(gè)電流通常非常小,可以忽略不計(jì),二極管此時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中,比如在一些防止電源反接的電路設(shè)計(jì)中,利用二極管的這種單向?qū)щ娦?,可以有效地保護(hù)電路中的其他元件不被反向電流損壞。二極管這種獨(dú)特的單向?qū)щ娞匦?,就像一個(gè)單向閥門,只允許電流在特定的方向流動(dòng),為電子電路的設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性和功能性。二極管在不同的工作狀態(tài)下,可以展現(xiàn)出不同的電學(xué)特性,滿足不同的電路需求。RB751CS40,315 整流器件 SOD882
二極管在使用過程中可能出現(xiàn)多種失效模式,常見的包括開路、短路、性能退化等。正向電流過大或反向電壓超過額定值,會(huì)導(dǎo)致二極管過熱燒毀,出現(xiàn)開路故障;PN 結(jié)擊穿后若電流不受限制,可能造成長(zhǎng)久性短路。此外,長(zhǎng)期工作在高溫、高濕度環(huán)境下,二極管的性能會(huì)逐漸退化,如正向壓降增大、反向漏電流增加。故障診斷時(shí),可使用萬用表的二極管檔測(cè)量其正向壓降和反向電阻,正常情況下,正向壓降應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi),反向電阻趨于無窮大;對(duì)于復(fù)雜電路中的二極管,可通過示波器觀察其電壓、電流波形,判斷是否存在異常。預(yù)防二極管失效需在電路設(shè)計(jì)階段合理選型,確保工作條件在器件額定范圍內(nèi),并采取適當(dāng)?shù)纳?、防護(hù)措施,延長(zhǎng)二極管的使用壽命,保障電路穩(wěn)定運(yùn)行。PMV65ENEAR在電路中,二極管常被用作整流器,將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
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。
瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)是一種專門用于保護(hù)電路免受瞬態(tài)高電壓沖擊的器件。當(dāng)電路中出現(xiàn)瞬間的高電壓脈沖,如雷電感應(yīng)、靜電放電、電路開關(guān)瞬間產(chǎn)生的浪涌電壓等,TVS 能夠迅速響應(yīng),在極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入反向雪崩擊穿狀態(tài),將過高的電壓鉗位在安全值,吸收多余的能量,保護(hù)電路中的其他敏感元件免受損壞。在電子設(shè)備的接口電路,如 USB 接口、以太網(wǎng)接口等,以及電源輸入輸出端,常接入 TVS 二極管進(jìn)行防護(hù)。在汽車電子系統(tǒng)中,由于汽車運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜,存在各種電氣干擾和電壓瞬變,TVS 二極管廣泛應(yīng)用于汽車電子控制單元(ECU)、車載通信設(shè)備等的保護(hù),確保汽車電子設(shè)備在惡劣電氣環(huán)境下可靠運(yùn)行。檢波二極管利用單向?qū)щ娞匦?,從高頻調(diào)幅波中解調(diào)出低頻信號(hào),在收音機(jī)等設(shè)備中完成信號(hào)還原。
除了鍺和硅,還有一些特殊材料制成的二極管。例如,砷化鎵二極管,它具有高頻、高速的特性。在微波通信、雷達(dá)等高頻領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于砷化鎵材料本身的電子遷移速度快,砷化鎵二極管能夠在高頻信號(hào)下快速響應(yīng),實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速整流、調(diào)制等功能,滿足高速通信和高精度探測(cè)等領(lǐng)域的需求。這些不同材料的二極管為電子工程師們提供了豐富的選擇,以適應(yīng)不同的電路設(shè)計(jì)要求。光電二極管,它是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的二極管。在光通信、光電傳感器等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。例如,在光纖通信中,光電二極管可以接收光信號(hào),并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行后續(xù)的處理。在光電傳感器中,它可以檢測(cè)環(huán)境中的光照強(qiáng)度變化,如在自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)中,光電二極管可以感知光線的強(qiáng)弱,從而控制窗簾的開合。在照明領(lǐng)域,二極管以其高效節(jié)能的特性,逐漸取代了傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈。PMZ950UPELYL SOT883
二極管在半導(dǎo)體技術(shù)中占據(jù)重要地位,推動(dòng)科技發(fā)展。RB751CS40,315 整流器件 SOD882
快恢復(fù)二極管的主要特點(diǎn)是反向恢復(fù)時(shí)間短,一般在幾百納秒以內(nèi),相較于普通二極管有大幅提升。這一性能優(yōu)勢(shì)使其在開關(guān)電源等需要快速開關(guān)動(dòng)作的電路中得到廣泛應(yīng)用。在開關(guān)電源的整流電路,功率開關(guān)管頻繁導(dǎo)通和截止,產(chǎn)生高頻脈沖電壓。快恢復(fù)二極管能夠迅速響應(yīng)開關(guān)管的動(dòng)作,在開關(guān)管截止時(shí)快速截止,減少反向恢復(fù)電流帶來的能量損耗和電壓尖峰,提高電源的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。同時(shí),其快速開關(guān)特性有助于減小電源的體積和重量,滿足現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)高效、小型化電源的需求,在各類電子設(shè)備的電源模塊中占據(jù)重要地位。RB751CS40,315 整流器件 SOD882