二極管的制造工藝包括多個環節。首先是半導體材料的制備,硅或鍺等半導體材料需要經過提純、拉晶等過程,得到高純度、高質量的半導體晶體。然后進行晶圓制造,將半導體晶體切割成薄片,在晶圓上通過擴散、離子注入等工藝形成 P - N 結。擴散工藝是將特定的雜質原子擴散到半導體材料中,改變其導電類型,從而形成 P 區和 N 區。離子注入則是通過加速離子并將其注入到半導體材料中,精確地控制雜質的濃度和分布。在形成 P - N 結之后,還需要進行電極制作,在 P 區和 N 區分別制作金屬電極,以便與外部電路連接。另外,進行封裝,將制作好的二極管芯片封裝在特定的封裝材料中,保護芯片并提供合適的引腳用于安裝。對于初學者來說,理解二極管的基本原理和工作方式,是深入學習電子技術的關鍵一步。74LVCH16244ADL
橋式整流電路是目前應用非常普遍的整流方式。它由四個二極管組成一個橋式結構。當交流電壓輸入時,在正半周,兩個二極管導通,電流通過這兩個二極管和負載;在負半周,另外兩個二極管導通,電流通過這兩個二極管和負載。橋式整流電路的優點明顯,它不需要中心抽頭的變壓器,而且對變壓器次級繞組的利用率更高,輸出的直流電壓脈動更小。在幾乎所有的現代電子設備電源中,如電腦電源、手機充電器等,都采用了橋式整流電路。它可以適應不同的交流輸入電壓范圍,并且可以與后續的濾波、穩壓電路更好地配合,為電子設備提供高質量的直流電源,確保設備的穩定運行。此外,在一些特殊的電源整流應用中,如高壓電源整流,會使用高壓整流二極管。這些二極管能夠承受極高的反向電壓,確保在高電壓環境下正常工作,為X光機、高壓靜電發生器等設備提供所需的直流高壓電源。BF821,215場效應管SOT-23不同類型的二極管,如硅二極管和鍺二極管,具有不同的特性。
肖特基二極管是一種基于金屬 - 半導體結的二極管,與普通 PN 結二極管相比,具有正向壓降小(約 0.3 - 0.5V)、反向恢復時間極短(幾乎為零)、開關速度快等明顯優勢。這些特性使其在高頻電路中表現出色,如在開關電源的同步整流電路中,肖特基二極管可降低導通損耗,提高電源轉換效率;在高頻逆變器、DC - DC 轉換器中,快速的開關特性減少了電路的能量損耗和電磁干擾。此外,肖特基二極管的低正向壓降也適用于低壓大電流的應用場景,如鋰電池保護電路。但肖特基二極管的反向耐壓一般較低,通常在 100V 以下,在選型時需根據電路的實際需求,權衡其性能優勢與耐壓限制,充分發揮其在高頻、低壓電路中的作用。
二極管的正向特性曲線描述了二極管正向導通時電流與電壓之間的關系。在正向特性曲線的起始階段,當正向電壓較小時,二極管的正向電流非常小,幾乎可以忽略不計,此時二極管處于死區。隨著正向電壓的增加,當電壓超過死區電壓后,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關系。不同材料的二極管,其死區電壓和正向特性曲線的斜率有所不同。例如,硅二極管的死區電壓約為 0.5V,鍺二極管的死區電壓約為 0.1V。通過對正向特性曲線的研究,可以了解二極管的導通特性,為電路設計中選擇合適的二極管提供依據。二極管在電路中起到穩定電壓、保護其他元件的作用。
在信號處理領域,二極管也有著重要的應用。在限幅電路中,二極管可以限制信號的幅度。當輸入信號的幅度超過一定值時,二極管開始導通,將信號的幅度限制在一個特定的范圍內,從而保護后續電路免受過大信號的損害。在檢波電路中,二極管用于從已調幅的高頻信號中提取出原始的低頻信號。在高頻信號通過二極管時,由于二極管的單向導電性,只有信號的正半周或負半周能夠通過,經過后續的濾波等處理,就可以得到原始的低頻信號。此外,二極管還可以用于信號的邏輯運算,如在數字電路中,二極管可以與其他邏輯元件組合,實現與、或、非等邏輯功能。二極管性能穩定,是電子電路長期穩定運行的重要保障。PDZ5.1B
二極管具有單向導電性,是整流、開關電路的關鍵。74LVCH16244ADL
對二極管進行測試可以確保其質量和性能。常用的測試方法有萬用表測試法。將萬用表設置為二極管測試檔,將紅表筆和黑表筆分別接觸二極管的兩端。當二極管正向導通時,萬用表會顯示一個較小的正向壓降值,對于硅二極管,這個值大約在 0.5 - 0.7V 之間,對于鍺二極管,這個值大約在 0.1 - 0.3V 之間。當二極管反向截止時,萬用表顯示的數值非常大,通常超過幾百兆歐。除了萬用表測試外,還可以使用專門的二極管測試儀進行測試,這種測試儀可以更精確地測量二極管的各項參數,如正向特性、反向特性、擊穿電壓等。74LVCH16244ADL