整流電路是二極管最常見的應(yīng)用領(lǐng)域之一。在交流 - 直流轉(zhuǎn)換過(guò)程中,二極管發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在簡(jiǎn)單的半波整流電路中,當(dāng)交流電源處于正半周時(shí),二極管正向?qū)ǎ娏魍ㄟ^(guò)負(fù)載電阻,在負(fù)載兩端產(chǎn)生一個(gè)正向的電壓;當(dāng)交流電源處于負(fù)半周時(shí),二極管反向截止,負(fù)載中沒有電流通過(guò)。這樣,在負(fù)載電阻兩端就得到了一個(gè)單向脈動(dòng)的直流電壓。全波整流電路則利用了兩個(gè)二極管,將交流電源的正負(fù)半周分別進(jìn)行整流,得到的直流電壓脈動(dòng)更小。而橋式整流電路使用四個(gè)二極管,它可以在不改變輸入交流電源的情況下,更高效地將交流轉(zhuǎn)換為直流。通過(guò)這些整流電路,能夠?qū)⒉环€(wěn)定的交流電源轉(zhuǎn)換為相對(duì)穩(wěn)定的直流電源,為電子設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。整流二極管可將交流電轉(zhuǎn)為直流電,普遍用于電源適配器、充電器等設(shè)備。PHD13005功率三極管
摻雜工藝:摻雜是為了在硅中引入特定的雜質(zhì),形成P型或N型半導(dǎo)體。在制造P型半導(dǎo)體時(shí),通常采用硼等三價(jià)元素作為雜質(zhì)進(jìn)行摻雜。這可以通過(guò)離子注入或擴(kuò)散等方法實(shí)現(xiàn)。離子注入是將硼離子加速后注入到硅片中,其優(yōu)點(diǎn)是可以精確控制雜質(zhì)的濃度和深度;擴(kuò)散法則是將硅片置于含有硼雜質(zhì)的氣體環(huán)境中,在高溫下使雜質(zhì)擴(kuò)散到硅片中。制造N型半導(dǎo)體則使用磷等五價(jià)元素進(jìn)行類似的摻雜操作。在形成P型和N型半導(dǎo)體之后,就是PN結(jié)的制造。這通常通過(guò)光刻和蝕刻等工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。光刻工藝就像在硅片上進(jìn)行精確的繪畫,利用光刻膠和紫外線曝光等技術(shù),在硅片上定義出需要形成PN結(jié)的區(qū)域。然后通過(guò)蝕刻工藝,去除不需要的半導(dǎo)體材料,精確地形成PN結(jié)。這個(gè)過(guò)程需要極高的精度,因?yàn)镻N結(jié)的質(zhì)量直接影響二極管的性能,如正向?qū)ㄌ匦院头聪蚪刂固匦浴YN408GRG二極管的價(jià)格相對(duì)低廉,這使得它在電子制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。
LED的特性使其具有諸多優(yōu)勢(shì)。首先是它的高亮度。與傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈相比,LED在相同的電能消耗下能夠產(chǎn)生更高的亮度。這是因?yàn)長(zhǎng)ED的發(fā)光效率更高,它將電能轉(zhuǎn)化為光能的比例更大。例如,在照明領(lǐng)域,一個(gè)幾瓦的LED燈泡可以產(chǎn)生與幾十瓦的白熾燈相當(dāng)?shù)牧炼龋?jié)省了能源。其次,LED的壽命極長(zhǎng)。一般來(lái)說(shuō),LED的使用壽命可以達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)甚至更長(zhǎng)。這是由于LED的發(fā)光原理決定的,它沒有傳統(tǒng)燈絲那樣容易燒斷的問(wèn)題,也沒有熒光燈中的熒光粉老化等問(wèn)題。在長(zhǎng)期使用過(guò)程中,LED的亮度衰減相對(duì)緩慢,這使得它在需要長(zhǎng)期穩(wěn)定照明的場(chǎng)合,如路燈、建筑物照明等應(yīng)用中表現(xiàn)出色。
二極管是現(xiàn)代電子學(xué)中一種極為重要的基礎(chǔ)元件,它的結(jié)構(gòu)和原理構(gòu)成了其在電路中獨(dú)特功能的基石。從結(jié)構(gòu)上看,二極管主要由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成。P型半導(dǎo)體含有較多的空穴,而N型半導(dǎo)體則有較多的電子。當(dāng)這兩種半導(dǎo)體緊密結(jié)合在一起時(shí),在它們的交界面就會(huì)形成一個(gè)特殊的區(qū)域,叫做PN結(jié)。這個(gè)PN結(jié)是二極管能夠?qū)崿F(xiàn)單向?qū)щ娦缘年P(guān)鍵所在。從原理層面來(lái)說(shuō),當(dāng)二極管兩端施加正向電壓時(shí),即 P 型端接電源正極,N 型端接電源負(fù)極,此時(shí)外電場(chǎng)方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反。在這個(gè)電壓的作用下,P 區(qū)的空穴和 N 區(qū)的電子都向 PN 結(jié)移動(dòng),使得 PN 結(jié)變窄,形成較大的電流,二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。例如,在一個(gè)簡(jiǎn)單的直流電源供電的電路中,如果串聯(lián)一個(gè)二極管和一個(gè)電阻,當(dāng)電源極性正確時(shí),電路中有電流通過(guò),電阻上會(huì)有電壓降,這可以通過(guò)示波器觀察到電壓和電流的變化情況。雙向觸發(fā)二極管無(wú)正負(fù)極之分,常用于可控硅觸發(fā)與過(guò)電壓保護(hù)電路。
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。二極管的正向?qū)妷壕哂袦囟纫蕾囆浴YN408GRG
激光二極管可發(fā)射強(qiáng)度高的單色激光束。PHD13005功率三極管
二極管有多種封裝形式以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。常用的插件封裝有DO-15、DO-27、TO-220等;常用的貼片封裝有SMA、SMB、SOD-123等。這些封裝形式不僅便于二極管的安裝和連接還提高了電路的集成度和可靠性。在使用二極管時(shí)需要注意其正負(fù)極的識(shí)別。一般來(lái)說(shuō)負(fù)極會(huì)做一些標(biāo)識(shí)以便于識(shí)別(如銀色環(huán)、色點(diǎn)等)。正確識(shí)別二極管的極性對(duì)于保證電路的正常工作至關(guān)重要。在正向特性的起始部分存在一個(gè)死區(qū)電壓區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)正向電壓很小不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的阻擋作用因此正向電流幾乎為零。只有當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓后二極管才會(huì)正向?qū)娏麟S電壓增大而迅速上升。PHD13005功率三極管