穩(wěn)壓二極管(齊納二極管)利用反向擊穿特性實現(xiàn)穩(wěn)壓功能。當(dāng)反向電壓達(dá)到其擊穿電壓時,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,如在單片機系統(tǒng)中為芯片供電,確保電源電壓不受輸入電壓波動或負(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。變?nèi)荻O管用于電子調(diào)諧、頻率變換等,是通信領(lǐng)域的好幫手。BAT54H
變?nèi)荻O管利用了 PN 結(jié)的電容隨反向電壓變化的特性。當(dāng)反向電壓增大時,PN 結(jié)的空間電荷區(qū)變寬,等效電容減??;反之,反向電壓減小時,電容增大。在電子調(diào)諧電路中,變?nèi)荻O管被廣泛應(yīng)用。例如在收音機的調(diào)諧電路里,通過改變加在變?nèi)荻O管兩端的電壓,調(diào)整其電容值,從而改變 LC 諧振回路的諧振頻率,實現(xiàn)對不同頻率電臺信號的接收。在電視機的高頻頭中,變?nèi)荻O管同樣用于頻道調(diào)諧,使電視能夠準(zhǔn)確接收不同頻道的節(jié)目信號,為用戶提供豐富的視聽選擇,在電子設(shè)備的頻率調(diào)節(jié)和信號處理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。1N4749A SOD66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)。
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下快速響應(yīng),實現(xiàn)信號的快速整流、調(diào)制等功能,滿足高速通信和高精度探測等領(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)計要求。光電二極管,它是一種將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的二極管。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,并將其轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行后續(xù)的處理。在光電傳感器中,它可以檢測環(huán)境中的光照強度變化,如在自動窗簾控制系統(tǒng)中,光電二極管可以感知光線的強弱,從而控制窗簾的開合。
當(dāng)二極管兩端施加反向電壓時,外電場方向與內(nèi)電場方向相同,會使得 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,這個電流通常非常小,可以忽略不計,二極管此時處于截止?fàn)顟B(tài)。在實際應(yīng)用中,比如在一些防止電源反接的電路設(shè)計中,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。二極管這種獨特的單向?qū)щ娞匦裕拖褚粋€單向閥門,只允許電流在特定的方向流動,為電子電路的設(shè)計提供了極大的靈活性和功能性。二極管在電路中能夠穩(wěn)定電壓,防止電壓波動對設(shè)備造成損害。
在功率放大器中,二極管扮演著保護(hù)晶體管、限制電流的重要角色。當(dāng)電流過大時,二極管會導(dǎo)通并提供一條安全的電流路徑,防止晶體管被燒毀。同時,二極管還可以作為限流器使用,通過限制電流來達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。濾波器是電源中不可或缺的重要部件之一。在濾波器中,二極管利用其單向?qū)щ娞匦詫崿F(xiàn)信號的整流和穩(wěn)壓作用。當(dāng)交流信號輸入到濾波器中時,二極管將正負(fù)半周的信號分別變?yōu)閱蜗驅(qū)ǖ碾娏鬏敵?;同時,在反向電壓下二極管還可以起到穩(wěn)壓作用,確保電源輸出的穩(wěn)定性和可靠性。二極管的價格相對較低,使得其在電子行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。PDTB114ETVL封裝SOT-23
在某些特殊應(yīng)用中,二極管還可以作為光電器件使用。BAT54H
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)。BAT54H