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。檢波二極管可從高頻信號中檢出有用信號,功能強大。BCM61B,215 三極管SOT143
二極管的正向特性曲線描述了二極管正向導通時電流與電壓之間的關系。在正向特性曲線的起始階段,當正向電壓較小時,二極管的正向電流非常小,幾乎可以忽略不計,此時二極管處于死區。隨著正向電壓的增加,當電壓超過死區電壓后,二極管的正向電流開始迅速增加,并且電流與電壓之間近似呈指數關系。不同材料的二極管,其死區電壓和正向特性曲線的斜率有所不同。例如,硅二極管的死區電壓約為 0.5V,鍺二極管的死區電壓約為 0.1V。通過對正向特性曲線的研究,可以了解二極管的導通特性,為電路設計中選擇合適的二極管提供依據。74HC393PW-Q100J二極管的價格相對較低,使得其在電子行業中具有廣泛的應用基礎。
全波整流電路則需要兩個二極管和一個中心抽頭的變壓器。在這種電路中,當交流電壓輸入變壓器后,變壓器的次級繞組產生兩個大小相等、方向相反的交流電壓。在正半周,一個二極管導通,電流通過該二極管和負載;在負半周,另一個二極管導通,電流通過另一個二極管和負載。這樣,無論交流電壓是正半周還是負半周,負載上都有電流通過,得到的直流電壓脈動頻率是交流輸入電壓頻率的兩倍,提高了整流效率,相較于半波整流,全波整流能夠更好地利用交流電,為負載提供更穩定的直流電源。這種電路在一些早期的電子管收音機等設備中較為常見。
利用二極管的單向導電特性可以在主回路中串聯一個二極管實現低成本且可靠的防反接功能。當電源極性接反時二極管處于截止狀態阻止電流通過從而保護電路中的其他元器件不受損壞。倍壓電路是一種利用二極管的單向導電特性實現電源電壓倍增的電路。通過多個二極管和電容器的組合可以將較低的輸入電壓轉換為較高的輸出電壓滿足電路對高電壓的需求。倍壓電路廣泛應用于高壓發生器、靜電除塵等領域。電壓鉗位電路是一種利用二極管將電路中的電壓限制在一定范圍內的電路。當電路中的電壓超過設定值時二極管會導通并將多余的電壓鉗制在二極管的正向導通電壓或反向擊穿電壓上從而保護電路中的其他元器件不受過高電壓的損害。電壓鉗位電路廣泛應用于各種保護電路中確保電路的安全可靠運行。雙向觸發二極管可雙向導通,在晶閘管觸發電路中作為觸發器件,控制電路的通斷與功率調節。
穩壓二極管是一種特殊的二極管,具有穩壓作用。在反向擊穿狀態下,穩壓二極管能夠保持電壓基本不變,為電路提供穩定的電壓環境。穩壓二極管廣泛應用于各種保護電路中,確保電路在電壓波動時仍能正常工作。發光二極管(LED)是一種能將電能轉換為光能的半導體器件。LED具有體積小、功耗低、壽命長等優點,廣泛應用于指示燈、顯示屏、照明等領域。LED燈的出現極大地推動了照明技術的革新和發展。二極管還可以作為傳感器使用。例如,溫度變化會影響二極管的正向壓降,因此可以通過測量二極管的正向電壓來反映溫度變化。此外,二極管還可以用于光電傳感器的制作,通過檢測光照產生的電流效應來實現對光信號的測量。二極管通過控制電流的通斷,實現了電子設備中的信號處理和邏輯運算。BZX79-C47,143 穩壓(齊納)二極管
二極管具有單向導電性,是整流、開關電路的關鍵。BCM61B,215 三極管SOT143
在電路中,二極管還可以起到限流的作用。當電路中的電流過大時,二極管會導通并分流一部分電流,從而保護其他元器件不受損壞。特別是在LED照明電路中,二極管可以有效限制LED燈的電流,延長其使用壽命。在開關電源的電感中和繼電器等感性負載中,二極管還起到續流的作用。當開關管關斷時,電感中的電流不能突變,會產生一個反向的感應電動勢。此時,二極管導通并形成一個通路,消耗掉這個反向電動勢產生的能量,保護電路中的其他元器件不受損壞。BCM61B,215 三極管SOT143