二極管按結(jié)構(gòu)可分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型。點(diǎn)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(jī)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(kuò)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)。隨著技術(shù)的進(jìn)步,二極管的性能不斷提升,為電子設(shè)備的發(fā)展提供了有力支持。74LVCH162374ADL
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,為計算機(jī)內(nèi)部的各個元件提供穩(wěn)定的直流電源,同時有效防止反向電流對電路的損害。BZV49-C7V5對于初學(xué)者來說,理解二極管的基本原理和工作方式,是深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)的關(guān)鍵一步。
二極管在整流電路中的應(yīng)用非常普遍。整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電。在交流電的正半周期內(nèi),二極管導(dǎo)通,允許電流通過;在負(fù)半周期內(nèi),二極管截止,阻止電流通過。這樣,交流電就被轉(zhuǎn)換成了單向的脈動直流電。二極管在正向電壓作用下電阻很小,處于導(dǎo)通狀態(tài),相當(dāng)于一只接通的開關(guān);在反向電壓作用下,電阻很大,處于截止?fàn)顟B(tài),如同一只斷開的開關(guān)。利用二極管的這種開關(guān)特性,可以組成各種邏輯電路,實(shí)現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換和處理。
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(shí)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(hù)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?shí)現(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(hù)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(hù)電路中確保電路的安全可靠運(yùn)行。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。
二極管的關(guān)鍵特性參數(shù)包括較大整流電流、最高反向工作電壓、反向飽和電流、正向壓降等。較大整流電流決定了二極管能夠長期通過的較大正向平均電流,選型時需確保實(shí)際工作電流小于該值,以免器件過熱損壞;最高反向工作電壓是二極管能承受的較大反向電壓,超過此值會導(dǎo)致反向擊穿,影響電路安全。反向飽和電流越小,二極管的性能越穩(wěn)定;正向壓降則影響電路的功率損耗。在電源整流電路中,需選用較大整流電流和最高反向工作電壓適配的二極管;在高頻電路中,優(yōu)先考慮結(jié)電容小、反向恢復(fù)時間短的型號,以減少信號失真,合理選型是保障二極管正常工作和電路穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。二極管按材料可分為硅管和鍺管,二者在性能上略有差異。BSO301SP場效應(yīng)管
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。74LVCH162374ADL
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(shí)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(qiáng)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(qiáng)弱,從而控制窗簾的開合。74LVCH162374ADL