在信號(hào)處理領(lǐng)域,二極管也有著重要的應(yīng)用。在限幅電路中,二極管可以限制信號(hào)的幅度。當(dāng)輸入信號(hào)的幅度超過(guò)一定值時(shí),二極管開始導(dǎo)通,將信號(hào)的幅度限制在一個(gè)特定的范圍內(nèi),從而保護(hù)后續(xù)電路免受過(guò)大信號(hào)的損害。在檢波電路中,二極管用于從已調(diào)幅的高頻信號(hào)中提取出原始的低頻信號(hào)。在高頻信號(hào)通過(guò)二極管時(shí),由于二極管的單向?qū)щ娦?,只有信?hào)的正半周或負(fù)半周能夠通過(guò),經(jīng)過(guò)后續(xù)的濾波等處理,就可以得到原始的低頻信號(hào)。此外,二極管還可以用于信號(hào)的邏輯運(yùn)算,如在數(shù)字電路中,二極管可以與其他邏輯元件組合,實(shí)現(xiàn)與、或、非等邏輯功能。二極管還可用于穩(wěn)壓電路中,保持輸出電壓的穩(wěn)定。T835-800B
發(fā)光二極管(LED)的工作原理基于半導(dǎo)體的電致發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng) LED 的 PN 結(jié)正向?qū)〞r(shí),注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合,多余的能量以光的形式釋放出來(lái)。不同材料的 LED 可發(fā)出不同顏色的光,如常見的氮化鎵基 LED 可發(fā)藍(lán)光,通過(guò)與熒光粉組合還能實(shí)現(xiàn)白光照明。在照明領(lǐng)域,LED 憑借其節(jié)能、長(zhǎng)壽命、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì),已普遍取代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈,用于室內(nèi)外照明、汽車大燈等場(chǎng)景。在顯示領(lǐng)域,LED 顯示屏以其高亮度、高對(duì)比度、廣視角等特性,在廣告牌、電子看板、電視屏幕等方面得到大量應(yīng)用,成為信息展示的重要載體。OT409二極管是電子元件的基石,廣泛應(yīng)用于各類電路中。
PIN 二極管由 P 型半導(dǎo)體、本征半導(dǎo)體(I 層)和 N 型半導(dǎo)體組成,其 I 層較厚。這種特殊結(jié)構(gòu)使 PIN 二極管在正向偏置時(shí),呈現(xiàn)低電阻狀態(tài),類似于導(dǎo)通的開關(guān);在反向偏置時(shí),呈現(xiàn)高電阻狀態(tài),類似于斷開的開關(guān)。在射頻(RF)電路中,PIN 二極管常被用作射頻開關(guān)。例如在手機(jī)的天線切換電路中,通過(guò)控制 PIN 二極管的導(dǎo)通和截止,實(shí)現(xiàn)不同頻段天線的切換,使手機(jī)能夠在不同通信環(huán)境下穩(wěn)定接收和發(fā)送信號(hào)。在射頻功率放大器的電路中,PIN 二極管也可用于功率控制和信號(hào)切換,確保射頻電路在不同工作狀態(tài)下的高效運(yùn)行,是實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)靈活處理和控制的關(guān)鍵器件。
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(zhǎng)期通過(guò)的較大正向平均電流,選型時(shí)需確保實(shí)際工作電流小于該值,以免器件過(guò)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(guò)此值會(huì)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(shí)間短的型號(hào),以減少信號(hào)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??旎謴?fù)二極管具有極短的反向恢復(fù)時(shí)間,在開關(guān)電源中快速切換電流方向,提升電源轉(zhuǎn)換效率。
二極管在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)多種失效模式,常見的包括開路、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。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)的關(guān)鍵作用。T835-800B
檢波二極管利用單向?qū)щ娞匦?,從高頻調(diào)幅波中解調(diào)出低頻信號(hào),在收音機(jī)等設(shè)備中完成信號(hào)還原。T835-800B
反向耐壓是二極管的另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。它指的是二極管在反向偏置狀態(tài)下能夠承受的最大電壓值。當(dāng)反向電壓超過(guò)這個(gè)值時(shí),二極管可能會(huì)發(fā)生擊穿。不同類型的二極管具有不同的反向耐壓能力。例如,普通的小功率二極管的反向耐壓可能只有幾十伏,而高壓二極管的反向耐壓可以達(dá)到數(shù)千伏甚至更高。在設(shè)計(jì)電路時(shí),尤其是在涉及到高電壓的場(chǎng)合,必須充分考慮二極管的反向耐壓,選擇具有足夠反向耐壓能力的二極管,以防止二極管被擊穿而導(dǎo)致電路故障。T835-800B