穩(wěn)壓二極管是一種特殊的二極管,具有穩(wěn)壓作用。在反向擊穿狀態(tài)下,穩(wěn)壓二極管能夠保持電壓基本不變,為電路提供穩(wěn)定的電壓環(huán)境。穩(wěn)壓二極管廣泛應(yīng)用于各種保護(hù)電路中,確保電路在電壓波動(dòng)時(shí)仍能正常工作。發(fā)光二極管(LED)是一種能將電能轉(zhuǎn)換為光能的半導(dǎo)體器件。LED具有體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于指示燈、顯示屏、照明等領(lǐng)域。LED燈的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了照明技術(shù)的革新和發(fā)展。二極管還可以作為傳感器使用。例如,溫度變化會(huì)影響二極管的正向壓降,因此可以通過測(cè)量二極管的正向電壓來反映溫度變化。此外,二極管還可以用于光電傳感器的制作,通過檢測(cè)光照產(chǎn)生的電流效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的測(cè)量。對(duì)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。2PB709ASL
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娦裕梢杂行У乇Wo(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娞匦裕拖褚粋€(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。HEF4021BT電子元器件一站式配單供應(yīng)二極管按材料可分為硅管和鍺管,二者在性能上略有差異。
快恢復(fù)二極管的主要特點(diǎn)是反向恢復(fù)時(shí)間短,一般在幾百納秒以內(nèi),相較于普通二極管有大幅提升。這一性能優(yōu)勢(shì)使其在開關(guān)電源等需要快速開關(guān)動(dòng)作的電路中得到廣泛應(yīng)用。在開關(guān)電源的整流電路,功率開關(guān)管頻繁導(dǎo)通和截止,產(chǎn)生高頻脈沖電壓。快恢復(fù)二極管能夠迅速響應(yīng)開關(guān)管的動(dòng)作,在開關(guān)管截止時(shí)快速截止,減少反向恢復(fù)電流帶來的能量損耗和電壓尖峰,提高電源的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。同時(shí),其快速開關(guān)特性有助于減小電源的體積和重量,滿足現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)高效、小型化電源的需求,在各類電子設(shè)備的電源模塊中占據(jù)重要地位。
光電二極管是一種能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件,其工作原理基于內(nèi)光電效應(yīng)。當(dāng)光線照射到光電二極管的 PN 結(jié)時(shí),光子能量激發(fā)電子 - 空穴對(duì),在電場(chǎng)作用下形成光電流。光電二極管通常工作在反向偏置狀態(tài),此時(shí)光電流與光照強(qiáng)度成正比,線性度好,響應(yīng)速度快。在光通信系統(tǒng)中,光電二極管用于接收光纖傳輸?shù)墓庑盘?hào),將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后進(jìn)行放大和解調(diào);在光電傳感器中,通過檢測(cè)光電流的變化,可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的位置、距離、顏色等參數(shù)的測(cè)量,如自動(dòng)感應(yīng)門利用光電二極管檢測(cè)人體反射的紅外光,觸發(fā)開門動(dòng)作。此外,雪崩光電二極管(APD)通過雪崩倍增效應(yīng),可進(jìn)一步提高光信號(hào)檢測(cè)的靈敏度,適用于遠(yuǎn)距離、弱光信號(hào)的檢測(cè)場(chǎng)景。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。
太陽能電池中也用到了二極管的原理。太陽能電池的重點(diǎn)是 P - N 結(jié),當(dāng)太陽光照射到太陽能電池的半導(dǎo)體材料上時(shí),光子激發(fā)產(chǎn)生電子 - 空穴對(duì)。在 P - N 結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下,電子向 N 區(qū)移動(dòng),空穴向 P 區(qū)移動(dòng),從而在太陽能電池的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。為了防止太陽能電池在夜間或無光照條件下,蓄電池中的電流反向流入太陽能電池,通常會(huì)在太陽能電池的輸出端連接一個(gè)二極管,這個(gè)二極管起到了單向?qū)ǖ淖饔茫Wo(hù)了太陽能電池和蓄電池。此外,在太陽能電池的陣列中,二極管還可以用于防止局部陰影等原因?qū)е碌碾娏鞣聪蛄鲃?dòng),確保整個(gè)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。二極管的工作溫度范圍對(duì)其性能和使用壽命有重要影響。PBHV9050T三極管SOT-23
二極管具有單向?qū)щ娦裕钦鳌㈤_關(guān)電路的關(guān)鍵。2PB709ASL
二極管的正向特性曲線描述了二極管正向?qū)〞r(shí)電流與電壓之間的關(guān)系。在正向特性曲線的起始階段,當(dāng)正向電壓較小時(shí),二極管的正向電流非常小,幾乎可以忽略不計(jì),此時(shí)二極管處于死區(qū)。隨著正向電壓的增加,當(dāng)電壓超過死區(qū)電壓后,二極管的正向電流開始迅速增加,并且電流與電壓之間近似呈指數(shù)關(guān)系。不同材料的二極管,其死區(qū)電壓和正向特性曲線的斜率有所不同。例如,硅二極管的死區(qū)電壓約為 0.5V,鍺二極管的死區(qū)電壓約為 0.1V。通過對(duì)正向特性曲線的研究,可以了解二極管的導(dǎo)通特性,為電路設(shè)計(jì)中選擇合適的二極管提供依據(jù)。2PB709ASL