利用二極管的單向?qū)щ娞匦钥梢栽谥骰芈分写?lián)一個二極管實現(xiàn)低成本且可靠的防反接功能。當(dāng)電源極性接反時二極管處于截止?fàn)顟B(tài)阻止電流通過從而保護電路中的其他元器件不受損壞。倍壓電路是一種利用二極管的單向?qū)щ娞匦詫崿F(xiàn)電源電壓倍增的電路。通過多個二極管和電容器的組合可以將較低的輸入電壓轉(zhuǎn)換為較高的輸出電壓滿足電路對高電壓的需求。倍壓電路廣泛應(yīng)用于高壓發(fā)生器、靜電除塵等領(lǐng)域。電壓鉗位電路是一種利用二極管將電路中的電壓限制在一定范圍內(nèi)的電路。當(dāng)電路中的電壓超過設(shè)定值時二極管會導(dǎo)通并將多余的電壓鉗制在二極管的正向?qū)妷夯蚍聪驌舸╇妷荷蠌亩Wo電路中的其他元器件不受過高電壓的損害。電壓鉗位電路廣泛應(yīng)用于各種保護電路中確保電路的安全可靠運行。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。BSP130,115 貼片三極管 SOT223
二極管按結(jié)構(gòu)可分為點接觸型、面接觸型和平面型。點接觸型二極管的 PN 結(jié)面積小,結(jié)電容低,適用于高頻信號檢波和小電流整流,如收音機中的信號處理;面接觸型二極管的 PN 結(jié)面積大,能承受較大電流與反向電壓,常用于電源整流電路;平面型二極管采用光刻、擴散等半導(dǎo)體制造工藝,精度高、穩(wěn)定性好,是集成電路中常用的二極管類型。制造過程中,通過摻雜技術(shù)在硅或鍺等本征半導(dǎo)體中引入雜質(zhì),形成 P 型和 N 型半導(dǎo)體;再經(jīng)晶圓切割、光刻、蝕刻、封裝等工序,將二極管制成適合不同應(yīng)用場景的形態(tài),其性能與制造工藝的精度密切相關(guān)。PSMN041-80YLX變?nèi)荻O管的結(jié)電容隨反向電壓變化而改變,常用于無線電調(diào)諧電路,實現(xiàn)頻道頻率的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。
激光二極管的發(fā)光基于受激輻射原理。在其內(nèi)部的有源區(qū),通過注入電流形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布,當(dāng)外界光子激發(fā)時,產(chǎn)生受激輻射,輸出高亮度、高方向性的激光束。在光通信領(lǐng)域,激光二極管作為光源,將電信號轉(zhuǎn)換為光信號,通過光纖進行高速、長距離的數(shù)據(jù)傳輸。其高調(diào)制速率和低功耗特性,滿足了現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)對大容量、高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?,是光纖通信系統(tǒng)的重要器件之一。在激光加工領(lǐng)域,激光二極管發(fā)出的高能量激光束可用于材料切割、焊接、打孔等加工工藝。例如在汽車制造中,用于車身零部件的焊接;在電子制造中,用于電路板的微孔加工,憑借其高精度、高效率的加工優(yōu)勢,推動了制造業(yè)的技術(shù)升級。
在汽車電子領(lǐng)域,二極管的應(yīng)用十分普遍。在汽車的發(fā)電機電路中,二極管組成的整流器將發(fā)電機產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為汽車的電氣系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。汽車的燈光系統(tǒng)中,發(fā)光二極管(LED)已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的白熾燈泡,LED 燈具有亮度高、壽命長、能耗低等優(yōu)點,提高了汽車燈光的性能和可靠性。在汽車的電子控制單元(ECU)中,二極管用于信號處理和電路保護。例如,在輸入信號線上使用二極管進行限幅,防止過高的電壓信號損壞 ECU。此外,在汽車的一些特殊電路中,如防抱死制動系統(tǒng)(ABS)等,二極管也發(fā)揮著不可或缺的作用。二極管雖小,卻在電子世界里發(fā)揮著不可或缺的大作用。
二極管有多種封裝形式以滿足不同應(yīng)用場景的需求。常用的插件封裝有DO-15、DO-27、TO-220等;常用的貼片封裝有SMA、SMB、SOD-123等。這些封裝形式不僅便于二極管的安裝和連接還提高了電路的集成度和可靠性。在使用二極管時需要注意其正負(fù)極的識別。一般來說負(fù)極會做一些標(biāo)識以便于識別(如銀色環(huán)、色點等)。正確識別二極管的極性對于保證電路的正常工作至關(guān)重要。在正向特性的起始部分存在一個死區(qū)電壓區(qū)域。在這個區(qū)域內(nèi)正向電壓很小不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場的阻擋作用因此正向電流幾乎為零。只有當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓后二極管才會正向?qū)娏麟S電壓增大而迅速上升。二極管的發(fā)明推動了電子技術(shù)發(fā)展,是電路世界的重要基石。BAS40-04W,115 肖特基二極管SOT-323
不同類型的二極管,如硅二極管和鍺二極管,具有不同的特性。BSP130,115 貼片三極管 SOT223
普通整流二極管是電子電路中最常見的類型,主要用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。在單相半波整流電路中,單個二極管利用其單向?qū)щ娦?,只允許交流電的半個周期通過,實現(xiàn)整流;全波整流和橋式整流電路則通過多個二極管的組合,利用交流電的正負(fù)半周,輸出更平滑的直流電壓。設(shè)計整流電路時,需根據(jù)負(fù)載需求計算二極管的參數(shù),如選擇合適的較大整流電流和最高反向工作電壓,同時考慮散熱問題,為大功率二極管加裝散熱片。此外,整流后的直流電壓通常需搭配濾波電容進一步平滑,以滿足后級電路對電源質(zhì)量的要求,普通整流二極管是構(gòu)建電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件。BSP130,115 貼片三極管 SOT223