發(fā)光二極管（LED）是一種特殊的二極管。它的發(fā)光原理基于半導(dǎo)體材料的電子 - 空穴復(fù)合過(guò)程。當(dāng)在 LED 兩端施加正向電壓時(shí)，電子從 N 區(qū)注入到 P 區(qū)，空穴從 P 區(qū)注入到 N 區(qū)，在 P - N 結(jié)附近，電子和空穴復(fù)合，釋放出能量，其中一部分能量以光子的形式發(fā)射出來(lái)，從而產(chǎn)生光。LED 具有許多優(yōu)勢(shì)。首先，它具有很高的能效，相比傳統(tǒng)的白熾燈泡，LED 可以將更多的電能轉(zhuǎn)化為光能，消耗的電能更少。其次，LED 的壽命非常長(zhǎng)，可以達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)甚至更長(zhǎng)，減少了更換燈泡的頻率。再者，LED 的響應(yīng)速度快，非常適合用于需要快速開(kāi)關(guān)的場(chǎng)合，如交通信號(hào)燈等。此外，LED 可以發(fā)出多種顏色的光，通過(guò)調(diào)整半導(dǎo)體材料的成分，可以實(shí)現(xiàn)從紅外光到可見(jiàn)光再到紫外光的不同波長(zhǎng)的光發(fā)射。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。74LVC00APW-Q100J

    光電二極管作為一種能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的特殊二極管，在光通信、光電檢測(cè)等領(lǐng)域有著至關(guān)重要的應(yīng)用，其工作原理基于半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光電二極管的工作原理是內(nèi)光電效應(yīng)。當(dāng)光照射到光電二極管的PN結(jié)時(shí)，如果光子的能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，光子就會(huì)被吸收，從而在PN結(jié)附近產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。在PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的作用下，這些電子和空穴會(huì)被分離，電子向N區(qū)移動(dòng)，空穴向P區(qū)移動(dòng)，這樣就會(huì)在PN結(jié)兩端產(chǎn)生一個(gè)光生電動(dòng)勢(shì)。如果光電二極管外接電路，就會(huì)有光電流產(chǎn)生。例如，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，當(dāng)波長(zhǎng)合適的光照射到硅光電二極管上時(shí)，就會(huì)引發(fā)這種光電效應(yīng)，產(chǎn)生與光強(qiáng)度相關(guān)的電流。74HC85D,652在數(shù)字電路中，二極管常被用作邏輯門(mén)的基本組件，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的邏輯運(yùn)算。

    恒流二極管具有在一定電壓范圍內(nèi)輸出恒定電流的特性。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制使得通過(guò)它的電流基本不隨外加電壓的變化而改變。在一些對(duì)電流穩(wěn)定性要求較高的電路中，恒流二極管發(fā)揮著重要作用。例如在 LED 驅(qū)動(dòng)電路中，由于 LED 的發(fā)光亮度與通過(guò)的電流密切相關(guān)，使用恒流二極管可為 LED 提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電流，確保 LED 發(fā)光亮度均勻、穩(wěn)定，避免因電流波動(dòng)導(dǎo)致 LED 亮度變化或壽命縮短。在一些傳感器電路中，恒流二極管也用于為傳感器提供穩(wěn)定的工作電流，保證傳感器輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性，在需要精確控制電流的電路中是不可或缺的器件。

    二極管是一種具有單向?qū)щ娞匦缘陌雽?dǎo)體器件，由一個(gè) PN 結(jié)、電極引線和外殼封裝而成。PN 結(jié)是其重要結(jié)構(gòu)，P 型半導(dǎo)體一側(cè)帶正電，富含空穴；N 型半導(dǎo)體一側(cè)帶負(fù)電，含有大量自由電子。當(dāng)二極管兩端施加正向電壓（陽(yáng)極接正，陰極接負(fù)）且超過(guò)其導(dǎo)通閾值（硅管約 0.7V，鍺管約 0.3V）時(shí)，PN 結(jié)變窄，載流子擴(kuò)散形成正向電流，此時(shí)二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)；而施加反向電壓時(shí)，PN 結(jié)變寬，只存在微弱的反向飽和電流，二極管截止。這種單向?qū)щ娞匦允苟O管能夠?qū)崿F(xiàn)整流、限幅、穩(wěn)壓等功能，廣泛應(yīng)用于各類電子電路中，如同電路中的 “單向閥門(mén)”，控制電流的流向與大小。在數(shù)字電路中，二極管常用作開(kāi)關(guān)元件，實(shí)現(xiàn)邏輯功能。

    普通整流二極管是電子電路中最常見(jiàn)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(gè)二極管利用其單向?qū)щ娦?，只允許交流電的半個(gè)周期通過(guò)，實(shí)現(xiàn)整流；全波整流和橋式整流電路則通過(guò)多個(gè)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(jì)整流電路時(shí)，需根據(jù)負(fù)載需求計(jì)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(shí)考慮散熱問(wèn)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(jìn)一步平滑，以滿足后級(jí)電路對(duì)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。二極管在電路中能夠穩(wěn)定電壓，防止電壓波動(dòng)對(duì)設(shè)備造成損害。BST82,235

穩(wěn)壓二極管能穩(wěn)定電壓，為電子設(shè)備提供穩(wěn)定的電源支持。74LVC00APW-Q100J

    二極管在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)多種失效模式，常見(jiàn)的包括開(kāi)路、短路、性能退化等。正向電流過(guò)大或反向電壓超過(guò)額定值，會(huì)導(dǎo)致二極管過(guò)熱燒毀，出現(xiàn)開(kāi)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(wàn)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(wú)窮大；對(duì)于復(fù)雜電路中的二極管，可通過(guò)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。74LVC00APW-Q100J