二極管是電子電路中的基礎(chǔ)元件之一,由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成,具有單向?qū)щ娦浴.?dāng)正向電壓施加于二極管時(shí),它允許電流通過;而當(dāng)反向電壓施加時(shí),則阻止電流通過。這種特性使得二極管在整流、開關(guān)、限流等多種電路中發(fā)揮重要作用。二極管種類繁多,按照所用半導(dǎo)體材料可分為硅二極管和鍺二極管。硅二極管的正向壓降一般為0.6-0.7V,而鍺二極管的正向壓降較低,約為0.3V。此外,根據(jù)用途不同,二極管還可分為整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管等,每種二極管都有其特定的應(yīng)用場景和性能特點(diǎn)。高壓二極管能承受數(shù)千伏反向電壓,常用于 CRT 顯示器、微波爐等設(shè)備。BZB784-C4V7
二極管的反向特性曲線反映了二極管在反向偏置時(shí)的電流與電壓的關(guān)系。在反向偏置的情況下,二極管中只有少數(shù)載流子形成的微弱反向電流。當(dāng)反向電壓較小時(shí),反向電流幾乎保持不變,這個電流稱為反向飽和電流。隨著反向電壓的繼續(xù)增加,當(dāng)反向電壓達(dá)到二極管的擊穿電壓時(shí),二極管的反向電流會急劇增加。如果不加以限制,過大的反向電流會導(dǎo)致二極管損壞。不過,在穩(wěn)壓二極管中,正是利用了這種反向擊穿特性來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。通過對反向特性曲線的分析,可以了解二極管的反向耐壓能力和擊穿特性。STB85NS04Z-1光電二極管可將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,在光纖通信、紅外遙控器等設(shè)備中實(shí)現(xiàn)光與電的信號轉(zhuǎn)換。
二極管陣列是將多個二極管集成在一個芯片上,形成具有特定功能的器件。這些二極管可以單獨(dú)工作,也可以根據(jù)電路設(shè)計(jì)協(xié)同工作。二極管陣列具有體積小、一致性好、便于安裝和電路設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)。在圖像傳感器中,二極管陣列可作為像素單元,將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,通過對每個二極管輸出信號的處理,實(shí)現(xiàn)圖像的采集和成像。在一些通信電路中,二極管陣列用于信號的多路復(fù)用和解復(fù)用,提高通信系統(tǒng)的傳輸效率。在電子測試設(shè)備中,二極管陣列可用于模擬不同的電路狀態(tài),進(jìn)行電路性能測試和故障診斷,在現(xiàn)代電子系統(tǒng)的小型化、集成化設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要作用。
二極管是一種具有單向?qū)щ娦缘碾娮釉K饕砂雽?dǎo)體材料構(gòu)成,常見的有硅和鍺。在二極管的結(jié)構(gòu)中,包含一個 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;而當(dāng)二極管反向偏置時(shí),電流幾乎無法通過,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,保護(hù)電路中的其他元件免受反向電流的損害。從微觀角度來看,正向偏置時(shí),外電場與內(nèi)電場方向相反,削弱了內(nèi)電場,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),外電場與內(nèi)電場方向相同,加強(qiáng)了內(nèi)電場,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。光電二極管能將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。
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期通過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,超過此值會導(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,以減少信號失真,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。二極管的反向漏電流會隨溫度升高而增大。74LV4052DB計(jì)數(shù)器/分頻器SOT338-1
雙向觸發(fā)二極管無正負(fù)極之分,常用于可控硅觸發(fā)與過電壓保護(hù)電路。BZB784-C4V7
雪崩二極管利用了半導(dǎo)體中的雪崩倍增效應(yīng)。當(dāng)在雪崩二極管兩端加上足夠高的反向電壓時(shí),少數(shù)載流子在強(qiáng)電場作用下獲得足夠能量,與晶格原子碰撞產(chǎn)生新的電子 - 空穴對,這些新產(chǎn)生的載流子又繼續(xù)碰撞其他原子,引發(fā)連鎖反應(yīng),導(dǎo)致電流急劇增大,產(chǎn)生雪崩倍增現(xiàn)象。在微波電路中,雪崩二極管可作為微波振蕩器和放大器。通過控制雪崩二極管的工作狀態(tài),利用其雪崩倍增產(chǎn)生的高頻振蕩信號,實(shí)現(xiàn)微波信號的放大和產(chǎn)生。在雷達(dá)系統(tǒng)中,雪崩二極管用于產(chǎn)生高功率的微波信號,為雷達(dá)的目標(biāo)探測和定位提供強(qiáng)大的信號源,在微波通信、雷達(dá)探測等高頻領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。BZB784-C4V7