當(dāng)二極管兩端施加反向電壓時(shí),外電場方向與內(nèi)電場方向相同,會(huì)使得 PN 結(jié)變寬。這種情況下,只有極少數(shù)的載流子在反向電壓的作用下形成微弱的反向電流,這個(gè)電流通常非常小,可以忽略不計(jì),二極管此時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中,比如在一些防止電源反接的電路設(shè)計(jì)中,利用二極管的這種單向?qū)щ娦裕梢杂行У乇Wo(hù)電路中的其他元件不被反向電流損壞。二極管這種獨(dú)特的單向?qū)щ娞匦裕拖褚粋€(gè)單向閥門,只允許電流在特定的方向流動(dòng),為電子電路的設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性和功能性。變?nèi)荻O管的結(jié)電容隨反向電壓變化而改變,常用于無線電調(diào)諧電路,實(shí)現(xiàn)頻道頻率的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。BUK962R8-60E
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。從原理層面來說,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)外電場方向與內(nèi)電場方向相反。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,電阻上會(huì)有電壓降,這可以通過示波器觀察到電壓和電流的變化情況。BUK758R3-40E貼片三極管二極管的價(jià)格相對(duì)較低,使得其在電子行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。
除了鍺和硅,還有一些特殊材料制成的二極管。例如,砷化鎵二極管,它具有高頻、高速的特性。在微波通信、雷達(dá)等高頻領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于砷化鎵材料本身的電子遷移速度快,砷化鎵二極管能夠在高頻信號(hào)下快速響應(yīng),實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速整流、調(diào)制等功能,滿足高速通信和高精度探測等領(lǐng)域的需求。這些不同材料的二極管為電子工程師們提供了豐富的選擇,以適應(yīng)不同的電路設(shè)計(jì)要求。光電二極管,它是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的二極管。在光通信、光電傳感器等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。例如,在光纖通信中,光電二極管可以接收光信號(hào),并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行后續(xù)的處理。在光電傳感器中,它可以檢測環(huán)境中的光照強(qiáng)度變化,如在自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)中,光電二極管可以感知光線的強(qiáng)弱,從而控制窗簾的開合。
在汽車電子領(lǐng)域,二極管的應(yīng)用十分普遍。在汽車的發(fā)電機(jī)電路中,二極管組成的整流器將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為汽車的電氣系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。汽車的燈光系統(tǒng)中,發(fā)光二極管(LED)已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的白熾燈泡,LED 燈具有亮度高、壽命長、能耗低等優(yōu)點(diǎn),提高了汽車燈光的性能和可靠性。在汽車的電子控制單元(ECU)中,二極管用于信號(hào)處理和電路保護(hù)。例如,在輸入信號(hào)線上使用二極管進(jìn)行限幅,防止過高的電壓信號(hào)損壞 ECU。此外,在汽車的一些特殊電路中,如防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)等,二極管也發(fā)揮著不可或缺的作用。在某些特殊應(yīng)用中,二極管還可以作為光電器件使用。
二極管的種類繁多,按材料分類是其中一種重要的方式,不同材料制成的二極管具有各自獨(dú)特的性能和應(yīng)用場景。鍺是一開始用于制造二極管的材料之一。鍺二極管具有較低的正向電壓降,一般在 0.2 - 0.3V 左右。這使得它在一些對(duì)電壓要求較低的電路中表現(xiàn)出色。例如,在早期的收音機(jī)等音頻電路中,鍺二極管可以在較低的電源電壓下正常工作,有效地對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行整流等處理。然而,鍺二極管也有一些缺點(diǎn),它的反向漏電流相對(duì)較大,這意味著在反向電壓下,仍有一定量的電流通過,這在某些高精度要求的電路中可能會(huì)帶來問題。發(fā)光二極管能將電能轉(zhuǎn)化為光能,照亮我們的生活。BUK962R8-60E
發(fā)光二極管(LED)通過注入電流發(fā)光,色彩鮮艷、能耗低,廣泛應(yīng)用于照明、顯示屏背光源等領(lǐng)域。BUK962R8-60E
肖特基二極管與普通二極管不同,它是由金屬與半導(dǎo)體接觸形成的。其明顯特點(diǎn)是正向?qū)▔航敌。话阍?0.2 - 0.4V 之間,且開關(guān)速度快,反向恢復(fù)時(shí)間極短。這些特性使肖特基二極管在高頻電路中表現(xiàn)出色。在開關(guān)電源的整流環(huán)節(jié),由于其低導(dǎo)通壓降,可有效降低功耗,提高電源轉(zhuǎn)換效率。在高頻通信電路中,如射頻電路、微波電路等,肖特基二極管能夠快速響應(yīng)高頻信號(hào),實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速處理和轉(zhuǎn)換,滿足現(xiàn)代通信技術(shù)對(duì)高速、高效器件的需求,為高頻電子設(shè)備的小型化、高性能化提供了有力支持。BUK962R8-60E