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。二極管導通時,電流主要從正極流向負極,表現出較低的電阻。74LVC74AD SOP14
發光二極管(LED)作為一種特殊的二極管,其獨特的發光原理和優良的特性使其在現代照明和顯示領域占據了重要地位。從發光原理來看,LED是基于半導體材料的電子與空穴復合發光機制。當在LED兩端施加正向電壓時,P型半導體中的空穴和N型半導體中的電子在電場的作用下向PN結移動。在PN結附近,電子和空穴相遇并復合。在這個復合過程中,電子從高能級躍遷到低能級,根據能量守恒定律,多余的能量以光子的形式釋放出來,從而產生光。不同的半導體材料和摻雜方式決定了所發射光的波長,也就是光的顏色。例如,使用氮化鎵(GaN)材料制造的LED可以發出藍光,而通過在氮化鎵中摻雜不同的雜質,還可以獲得綠光、紫光等不同顏色的光。BTN7930B其他IC二極管是電子電路的重要元件,具有單向導電性,應用普遍。
二極管在整流電路中的應用非常普遍。整流電路利用二極管的單向導電性,將交流電轉換為直流電。在交流電的正半周期內,二極管導通,允許電流通過;在負半周期內,二極管截止,阻止電流通過。這樣,交流電就被轉換成了單向的脈動直流電。二極管在正向電壓作用下電阻很小,處于導通狀態,相當于一只接通的開關;在反向電壓作用下,電阻很大,處于截止狀態,如同一只斷開的開關。利用二極管的這種開關特性,可以組成各種邏輯電路,實現信號的轉換和處理。
二極管的制造工藝包括多個環節。首先是半導體材料的制備,硅或鍺等半導體材料需要經過提純、拉晶等過程,得到高純度、高質量的半導體晶體。然后進行晶圓制造,將半導體晶體切割成薄片,在晶圓上通過擴散、離子注入等工藝形成 P - N 結。擴散工藝是將特定的雜質原子擴散到半導體材料中,改變其導電類型,從而形成 P 區和 N 區。離子注入則是通過加速離子并將其注入到半導體材料中,精確地控制雜質的濃度和分布。在形成 P - N 結之后,還需要進行電極制作,在 P 區和 N 區分別制作金屬電極,以便與外部電路連接。另外,進行封裝,將制作好的二極管芯片封裝在特定的封裝材料中,保護芯片并提供合適的引腳用于安裝。二極管在發光二極管(LED)中的應用,使得現代照明技術更加節能高效。
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。肖特基二極管具有低導通壓降和快速開關特性,性能優異。PBSS5350T
檢波二極管可從高頻信號中檢出有用信號,功能強大。74LVC74AD SOP14
在光電檢測方面,光電二極管有著普遍的應用。在自動控制系統中,如自動照明控制系統,光電二極管可以作為光傳感器。它可以檢測環境中的光照強度變化,當光照強度低于或高于一定值時,通過電路反饋,控制系統可以自動打開或關閉照明設備。在太陽能光伏發電系統中,光電二極管也是一種重要的檢測元件。它可以測量太陽光的強度,為太陽能電池板的角度調整和功率控制提供依據,以提高太陽能發電的效率。此外,在光學測量儀器中,光電二極管可以用于測量光的強度、頻率等參數,為科學研究和工業生產中的光學測量提供了準確的手段。74LVC74AD SOP14