二極管是電子電路中的基礎元件之一,由P型半導體和N型半導體組成,具有單向導電性。當正向電壓施加于二極管時,它允許電流通過;而當反向電壓施加時,則阻止電流通過。這種特性使得二極管在整流、開關、限流等多種電路中發揮重要作用。二極管種類繁多,按照所用半導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,根據用途不同,二極管還可分為整流二極管、穩壓二極管、開關二極管、發光二極管等,每種二極管都有其特定的應用場景和性能特點。肖特基二極管開關速度快、正向壓降小,適配高頻整流與開關電源場景。74HCU04DB
普通整流二極管是電子電路中最常見的類型,主要用于將交流電轉換為直流電。在單相半波整流電路中,單個二極管利用其單向導電性,只允許交流電的半個周期通過,實現整流;全波整流和橋式整流電路則通過多個二極管的組合,利用交流電的正負半周,輸出更平滑的直流電壓。設計整流電路時,需根據負載需求計算二極管的參數,如選擇合適的較大整流電流和最高反向工作電壓,同時考慮散熱問題,為大功率二極管加裝散熱片。此外,整流后的直流電壓通常需搭配濾波電容進一步平滑,以滿足后級電路對電源質量的要求,普通整流二極管是構建電源系統的基礎元件。IKD10N60R貼片三極管整流二極管可將交流電轉為直流電,普遍用于電源適配器、充電器等設備。
PIN 二極管由 P 型半導體、本征半導體(I 層)和 N 型半導體組成,其 I 層較厚。這種特殊結構使 PIN 二極管在正向偏置時,呈現低電阻狀態,類似于導通的開關;在反向偏置時,呈現高電阻狀態,類似于斷開的開關。在射頻(RF)電路中,PIN 二極管常被用作射頻開關。例如在手機的天線切換電路中,通過控制 PIN 二極管的導通和截止,實現不同頻段天線的切換,使手機能夠在不同通信環境下穩定接收和發送信號。在射頻功率放大器的電路中,PIN 二極管也可用于功率控制和信號切換,確保射頻電路在不同工作狀態下的高效運行,是實現射頻信號靈活處理和控制的關鍵器件。
二極管是一種具有單向導電性的半導體器件,其重要結構由 P 型半導體和 N 型半導體結合而成,兩者交界處形成的 PN 結是實現單向導電的關鍵。當 P 區接電源正極、N 區接電源負極,即正向偏置時,外電場削弱了 PN 結內電場,使得多數載流子能夠順利通過 PN 結,形成較大的正向電流,二極管導通。反之,當 P 區接負極、N 區接正極,處于反向偏置時,外電場增強內電場,多數載流子難以通過,只有少數載流子形成微弱的反向電流,二極管近乎截止。這種獨特的單向導電特性,使其在眾多電路中承擔著關鍵的整流、檢波等功能,為電子設備的穩定運行奠定了基礎。普通二極管成本低,適用于基礎電路場景。
發光二極管(LED)是一種特殊的二極管。它的發光原理基于半導體材料的電子 - 空穴復合過程。當在 LED 兩端施加正向電壓時,電子從 N 區注入到 P 區,空穴從 P 區注入到 N 區,在 P - N 結附近,電子和空穴復合,釋放出能量,其中一部分能量以光子的形式發射出來,從而產生光。LED 具有許多優勢。首先,它具有很高的能效,相比傳統的白熾燈泡,LED 可以將更多的電能轉化為光能,消耗的電能更少。其次,LED 的壽命非常長,可以達到數萬小時甚至更長,減少了更換燈泡的頻率。再者,LED 的響應速度快,非常適合用于需要快速開關的場合,如交通信號燈等。此外,LED 可以發出多種顏色的光,通過調整半導體材料的成分,可以實現從紅外光到可見光再到紫外光的不同波長的光發射。變容二極管的結電容隨反向電壓變化而改變,常用于無線電調諧電路,實現頻道頻率的準確調節。BUK78150-55A/CUF封裝SOT223
二極管反向偏置時,幾乎無電流通過。74HCU04DB
激光二極管的發光基于受激輻射原理。在其內部的有源區,通過注入電流形成粒子數反轉分布,當外界光子激發時,產生受激輻射,輸出高亮度、高方向性的激光束。在光通信領域,激光二極管作為光源,將電信號轉換為光信號,通過光纖進行高速、長距離的數據傳輸。其高調制速率和低功耗特性,滿足了現代通信網絡對大容量、高速率數據傳輸的需求,是光纖通信系統的重要器件之一。在激光加工領域,激光二極管發出的高能量激光束可用于材料切割、焊接、打孔等加工工藝。例如在汽車制造中,用于車身零部件的焊接;在電子制造中,用于電路板的微孔加工,憑借其高精度、高效率的加工優勢,推動了制造業的技術升級。74HCU04DB