二極管的發展經歷了漫長的過程。早期的二極管是由電子管構成的,體積大、功耗高且可靠性相對較低。隨著半導體技術的興起,半導體二極管逐漸取代了電子管二極管。20 世紀初,科學家們開始對半導體材料進行深入研究。在不斷的實驗和探索中,發現了半導體材料的特殊導電性質。到了 20 世紀中葉,硅和鍺等半導體材料被廣泛應用于二極管的制造。隨著制造工藝的不斷改進,二極管的性能得到了極大的提升,如降低了正向導通電壓、提高了反向耐壓能力等。如今,二極管的種類繁多,除了普通的整流二極管外,還出現了發光二極管、穩壓二極管、肖特基二極管等具有特殊功能的二極管,滿足了不同領域的需求。發光二極管能將電能轉化為光能,照亮我們的生活。BAS21
二極管按結構可分為點接觸型、面接觸型和平面型。點接觸型二極管的 PN 結面積小,結電容低,適用于高頻信號檢波和小電流整流,如收音機中的信號處理;面接觸型二極管的 PN 結面積大,能承受較大電流與反向電壓,常用于電源整流電路;平面型二極管采用光刻、擴散等半導體制造工藝,精度高、穩定性好,是集成電路中常用的二極管類型。制造過程中,通過摻雜技術在硅或鍺等本征半導體中引入雜質,形成 P 型和 N 型半導體;再經晶圓切割、光刻、蝕刻、封裝等工序,將二極管制成適合不同應用場景的形態,其性能與制造工藝的精度密切相關。BAT54C二極管廠家SOT-23二極管反向偏置時,幾乎無電流通過。
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。
發光二極管是一種將電能轉換為光能的半導體器件,工作時正向電流通過 PN 結,電子與空穴復合釋放能量,以光子形式發出光線。LED 具有發光效率高、壽命長、響應速度快、體積小、環保無污染等優點。其發光顏色由半導體材料和摻雜元素決定,涵蓋紅、綠、藍等可見光及紅外光波段。在照明領域,LED 已逐步取代傳統白熾燈和熒光燈,通過將多個 LED 芯片組合成燈珠、燈帶或燈具,可實現不同亮度和色溫的照明效果。此外,LED 還廣泛應用于顯示屏、指示燈、汽車照明等場景,其驅動電路需根據 LED 的伏安特性設計,確保穩定發光,同時通過 PWM 調光技術調節亮度,滿足多樣化的應用需求。從消費電子到工業設備,二極管應用普遍。
光電二極管是一種能夠將光信號轉換為電信號的器件,其工作原理基于內光電效應。當光線照射到光電二極管的 PN 結時,光子能量激發電子 - 空穴對,在電場作用下形成光電流。光電二極管通常工作在反向偏置狀態,此時光電流與光照強度成正比,線性度好,響應速度快。在光通信系統中,光電二極管用于接收光纖傳輸的光信號,將其轉換為電信號后進行放大和解調;在光電傳感器中,通過檢測光電流的變化,可實現對物體的位置、距離、顏色等參數的測量,如自動感應門利用光電二極管檢測人體反射的紅外光,觸發開門動作。此外,雪崩光電二極管(APD)通過雪崩倍增效應,可進一步提高光信號檢測的靈敏度,適用于遠距離、弱光信號的檢測場景。整流二極管憑借單向導電特性,可將交流電轉換為直流電,為電源適配器提供穩定的直流輸出。BAT721,215 肖特基二極管
快恢復二極管反向恢復時間短,適合高頻電路,如變頻器、UPS 電源。BAS21
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。BAS21