雪崩二極管利用了半導體中的雪崩倍增效應。當在雪崩二極管兩端加上足夠高的反向電壓時,少數載流子在強電場作用下獲得足夠能量,與晶格原子碰撞產生新的電子 - 空穴對,這些新產生的載流子又繼續碰撞其他原子,引發連鎖反應,導致電流急劇增大,產生雪崩倍增現象。在微波電路中,雪崩二極管可作為微波振蕩器和放大器。通過控制雪崩二極管的工作狀態,利用其雪崩倍增產生的高頻振蕩信號,實現微波信號的放大和產生。在雷達系統中,雪崩二極管用于產生高功率的微波信號,為雷達的目標探測和定位提供強大的信號源,在微波通信、雷達探測等高頻領域發揮著重要作用。二極管在不同的工作狀態下,可以展現出不同的電學特性,滿足不同的電路需求。BUK758R3-40E,127
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。PH1225AL,115 SOT1023二極管還可用于穩壓電路中,保持輸出電壓的穩定。
二極管在鉗位電路中也有著獨特的應用。鉗位電路可以將信號的某一電平固定在一個特定的值上。比如在視頻信號處理中,為了確保視頻信號中的同步信號電平穩定,可使用二極管鉗位電路。它通過電容、電阻和二極管的組合,將視頻信號中的同步脈沖頂部或底部鉗位在一個固定電壓上。這樣,無論信號在傳輸過程中如何變化,同步信號的電平都能保持穩定,便于后續的同步分離和信號處理操作。在數字電路中,二極管可用于邏輯電平轉換。例如,當需要將一個高電平信號從一種邏輯標準轉換為另一種邏輯標準時,可以利用二極管的單向導電性和電壓降特性。通過適當的電路設計,二極管可以將輸入的高電平信號降低一定的電壓值,使其符合目標邏輯電平的要求。這種電平轉換在不同類型數字電路之間的接口設計中非常重要,能夠確保信號在不同邏輯電平的電路之間準確傳遞,實現系統的兼容性。
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特的性能和應用場景。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。這使得它在一些對電壓要求較低的電路中表現出色。例如,在早期的收音機等音頻電路中,鍺二極管可以在較低的電源電壓下正常工作,有效地對音頻信號進行整流等處理。然而,鍺二極管也有一些缺點,它的反向漏電流相對較大,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帶來問題。二極管在電路中的穩定性對于保證電子設備正常運行至關重要。
在信號處理領域,二極管也有著重要的應用。在限幅電路中,二極管可以限制信號的幅度。當輸入信號的幅度超過一定值時,二極管開始導通,將信號的幅度限制在一個特定的范圍內,從而保護后續電路免受過大信號的損害。在檢波電路中,二極管用于從已調幅的高頻信號中提取出原始的低頻信號。在高頻信號通過二極管時,由于二極管的單向導電性,只有信號的正半周或負半周能夠通過,經過后續的濾波等處理,就可以得到原始的低頻信號。此外,二極管還可以用于信號的邏輯運算,如在數字電路中,二極管可以與其他邏輯元件組合,實現與、或、非等邏輯功能。變容二極管用于電子調諧、頻率變換等,是通信領域的好幫手。TIP31A 其他被動元件
光電二極管可將光信號轉換為電信號,在光纖通信、紅外遙控器等設備中實現光與電的信號轉換。BUK758R3-40E,127
在功率放大器中,二極管扮演著保護晶體管、限制電流的重要角色。當電流過大時,二極管會導通并提供一條安全的電流路徑,防止晶體管被燒毀。同時,二極管還可以作為限流器使用,通過限制電流來達到穩定電壓的目的。濾波器是電源中不可或缺的重要部件之一。在濾波器中,二極管利用其單向導電特性實現信號的整流和穩壓作用。當交流信號輸入到濾波器中時,二極管將正負半周的信號分別變為單向導通的電流輸出;同時,在反向電壓下二極管還可以起到穩壓作用,確保電源輸出的穩定性和可靠性。BUK758R3-40E,127