二極管是一種具有單向?qū)щ娦缘碾娮釉?。它主要由半?dǎo)體材料構(gòu)成,常見(jiàn)的有硅和鍺。在二極管的結(jié)構(gòu)中,包含一個(gè) P - N 結(jié)。當(dāng)二極管正向偏置時(shí),即 P 區(qū)接電源正極,N 區(qū)接電源負(fù)極,二極管呈現(xiàn)出低電阻狀態(tài),電流能夠順利通過(guò);而當(dāng)二極管反向偏置時(shí),電流幾乎無(wú)法通過(guò),此時(shí)二極管處于高電阻狀態(tài)。這種獨(dú)特的單向?qū)щ娞匦允沟枚O管在電子電路中被廣泛應(yīng)用。例如,在電源電路中,二極管可以防止電流反向流動(dòng),保護(hù)電路中的其他元件免受反向電流的損害。從微觀角度來(lái)看,正向偏置時(shí),外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相反,削弱了內(nèi)電場(chǎng),使得多數(shù)載流子能夠跨越 P - N 結(jié)形成電流;反向偏置時(shí),外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相同,加強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng),多數(shù)載流子難以跨越,只有少數(shù)載流子形成微弱的反向電流。二極管按材料可分為硅管和鍺管,二者在性能上略有差異。BSC042N03SG其他被動(dòng)元件
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(hào)檢波和小電流整流,如收音機(jī)中的信號(hào)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(guò)程中,通過(guò)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(chǎng)景的形態(tài),其性能與制造工藝的精度密切相關(guān)。BTN7970B貼片三極管二極管導(dǎo)通時(shí),電流主要從正極流向負(fù)極,表現(xiàn)出較低的電阻。
最大正向電流是二極管的一個(gè)重要參數(shù)。它表示二極管在正常工作情況下能夠承受的最大正向電流值。如果流過(guò)二極管的正向電流超過(guò)這個(gè)最大值,二極管可能會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而損壞。這個(gè)參數(shù)取決于二極管的材料、結(jié)構(gòu)和封裝形式等因素。例如,大功率二極管通常具有較大的最大正向電流值,這是因?yàn)樗鼈儾捎昧颂厥獾牟牧虾头庋b設(shè)計(jì),具有更好的散熱性能。在電路設(shè)計(jì)中,必須根據(jù)實(shí)際工作電流來(lái)選擇合適的二極管,確保二極管的最大正向電流大于實(shí)際工作電流,以保證二極管的安全可靠運(yùn)行。
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。整流二極管憑借單向?qū)щ娞匦裕蓪⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電,為電源適配器提供穩(wěn)定的直流輸出。
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。二極管的正向電壓降是評(píng)價(jià)其性能的重要指標(biāo)之一。STTH1202 其他三極管
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。BSC042N03SG其他被動(dòng)元件
在正常使用的電流范圍內(nèi)導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變這個(gè)電壓稱為二極管的正向?qū)妷?。不同類型的二極管其正向?qū)妷阂灿兴煌绻瓒O管一般為0.6-0.7V而鍺二極管則較低約為0.3V。當(dāng)二極管承受反向電壓時(shí)如果反向電壓不超過(guò)一定限度(即反向擊穿電壓)則二極管幾乎不導(dǎo)通電流處于截止?fàn)顟B(tài)。這種反向截止特性是二極管能夠單向?qū)щ姷闹匾蛑?。?dāng)反向電壓超過(guò)二極管的反向擊穿電壓時(shí)二極管會(huì)發(fā)生反向擊穿現(xiàn)象此時(shí)二極管由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)電流迅速增大。然而需要注意的是反向擊穿可能是破壞性的因此需要合理設(shè)計(jì)電路以避免二極管發(fā)生破壞性擊穿。BSC042N03SG其他被動(dòng)元件