二極管的反向特性曲線反映了二極管在反向偏置時的電流與電壓的關系。在反向偏置的情況下,二極管中只有少數載流子形成的微弱反向電流。當反向電壓較小時,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增加,當反向電壓達到二極管的擊穿電壓時,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致二極管損壞。不過,在穩壓二極管中,正是利用了這種反向擊穿特性來實現穩壓功能。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。二極管的小型化和集成化是電子元件發展的重要趨勢。74HC157DB
硅是目前應用非常普遍的二極管材料。硅二極管的正向電壓降通常在 0.6 - 0.7V 左右。雖然這個電壓降比鍺二極管高,但硅二極管的優點非常突出。它的反向漏電流極小,能夠在較高的反向電壓下保持良好的截止特性。這使得硅二極管在大多數電子電路中成為優先選擇,無論是在電源整流電路、數字電路中的信號處理還是在其他各種電子設備的電路中,硅二極管都能穩定可靠地工作。比如在計算機的電源電路中,硅二極管可以將交流電轉換為直流電,為計算機內部的各個元件提供穩定的直流電源,同時有效防止反向電流對電路的損害。BC846BS封裝SOT-363在照明領域,二極管以其高效節能的特性,逐漸取代了傳統的白熾燈和熒光燈。
在正常使用的電流范圍內導通時二極管的端電壓幾乎維持不變這個電壓稱為二極管的正向導通電壓。不同類型的二極管其正向導通電壓也有所不同例如硅二極管一般為0.6-0.7V而鍺二極管則較低約為0.3V。當二極管承受反向電壓時如果反向電壓不超過一定限度(即反向擊穿電壓)則二極管幾乎不導通電流處于截止狀態。這種反向截止特性是二極管能夠單向導電的重要原因之一。當反向電壓超過二極管的反向擊穿電壓時二極管會發生反向擊穿現象此時二極管由截止狀態轉變為導通狀態電流迅速增大。然而需要注意的是反向擊穿可能是破壞性的因此需要合理設計電路以避免二極管發生破壞性擊穿。
太陽能二極管,也稱為光伏二極管,其工作原理基于光電效應。當太陽光照射到光伏二極管的 PN 結時,光子能量被吸收,產生電子 - 空穴對。在 PN 結內電場的作用下,電子和空穴分別向 N 區和 P 區移動,從而在 PN 結兩端產生電動勢,實現光能到電能的轉換。在太陽能發電系統中,大量的光伏二極管組成光伏板,將太陽能轉化為直流電,為各類用電設備供電。這種可再生能源利用方式具有清潔、環保、可持續等優點,隨著技術的不斷進步,光伏二極管的光電轉換效率不斷提高,成本逐漸降低,在全球能源結構調整中占據越來越重要的地位,為緩解能源危機和應對氣候變化提供了有力支持。二極管在整流電路中扮演關鍵角色,將交流電變為直流電。
光電二極管作為一種能夠將光信號轉換為電信號的特殊二極管,在光通信、光電檢測等領域有著至關重要的應用,其工作原理基于半導體的光電效應。光電二極管的工作原理是內光電效應。當光照射到光電二極管的PN結時,如果光子的能量大于半導體材料的禁帶寬度,光子就會被吸收,從而在PN結附近產生電子-空穴對。在PN結內電場的作用下,這些電子和空穴會被分離,電子向N區移動,空穴向P區移動,這樣就會在PN結兩端產生一個光生電動勢。如果光電二極管外接電路,就會有光電流產生。例如,在可見光范圍內,當波長合適的光照射到硅光電二極管上時,就會引發這種光電效應,產生與光強度相關的電流。發光二極管不僅用于照明,還常用于指示和顯示。PEMB1,115 帶阻三極管SOT666
二極管雖小,卻在電子世界里發揮著不可或缺的大作用。74HC157DB
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。74HC157DB