光電二極管是一種能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件,其工作原理基于內(nèi)光電效應(yīng)。當(dāng)光線照射到光電二極管的 PN 結(jié)時(shí),光子能量激發(fā)電子 - 空穴對(duì),在電場(chǎng)作用下形成光電流。光電二極管通常工作在反向偏置狀態(tài),此時(shí)光電流與光照強(qiáng)度成正比,線性度好,響應(yīng)速度快。在光通信系統(tǒng)中,光電二極管用于接收光纖傳輸?shù)墓庑盘?hào),將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后進(jìn)行放大和解調(diào);在光電傳感器中,通過(guò)檢測(cè)光電流的變化,可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的位置、距離、顏色等參數(shù)的測(cè)量,如自動(dòng)感應(yīng)門(mén)利用光電二極管檢測(cè)人體反射的紅外光,觸發(fā)開(kāi)門(mén)動(dòng)作。此外,雪崩光電二極管(APD)通過(guò)雪崩倍增效應(yīng),可進(jìn)一步提高光信號(hào)檢測(cè)的靈敏度,適用于遠(yuǎn)距離、弱光信號(hào)的檢測(cè)場(chǎng)景。雙向觸發(fā)二極管可雙向?qū)ǎ诰чl管觸發(fā)電路中作為觸發(fā)器件,控制電路的通斷與功率調(diào)節(jié)。BTS436L2其他被動(dòng)元件
二極管在電源整流電路中扮演著不可或缺的角色,它是實(shí)現(xiàn)交流電向直流電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件,為各種電子設(shè)備提供穩(wěn)定的直流電源。在半波整流電路中,只需一個(gè)二極管即可完成基本的整流功能。當(dāng)交流電壓輸入時(shí),在正半周,二極管處于正向?qū)顟B(tài),電流可以順利通過(guò)二極管流向負(fù)載。此時(shí),負(fù)載上得到與交流電壓正半周相同形狀的電壓。而在負(fù)半周,二極管承受反向電壓而截止,負(fù)載中沒(méi)有電流通過(guò)。這樣,在負(fù)載兩端就形成了一個(gè)脈動(dòng)的直流電壓,雖然這種半波整流方式簡(jiǎn)單,但效率較低,因?yàn)樗焕昧私涣麟姷陌雮€(gè)周期。不過(guò),在一些對(duì)電源要求不高、功率較小的電路中,如簡(jiǎn)單的電池充電器或小型電子玩具中,半波整流電路由于其簡(jiǎn)單性和成本低的優(yōu)點(diǎn)仍然有一定的應(yīng)用。BTS436L2其他被動(dòng)元件二極管在電子電路中扮演著重要角色,是構(gòu)成各種電子設(shè)備不可或缺的基礎(chǔ)元件。
穩(wěn)壓二極管(齊納二極管)利用反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。當(dāng)反向電壓達(dá)到其擊穿電壓時(shí),即使電流在較大范圍內(nèi)變化,二極管兩端的電壓仍能保持基本穩(wěn)定。穩(wěn)壓電路中,穩(wěn)壓二極管與限流電阻串聯(lián)接入電源,通過(guò)調(diào)整限流電阻的阻值,控制流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流,使其工作在反向擊穿區(qū)。這種電路常用于為電子設(shè)備提供穩(wěn)定的參考電壓,如在單片機(jī)系統(tǒng)中為芯片供電,確保電源電壓不受輸入電壓波動(dòng)或負(fù)載變化的影響。與普通二極管不同,穩(wěn)壓二極管正常工作在反向擊穿狀態(tài),且具有良好的可逆性,只要電流和功耗控制在允許范圍內(nèi),不會(huì)因擊穿而損壞,是穩(wěn)定電壓的重要器件。
整流電路是二極管最常見(jiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域之一。在交流 - 直流轉(zhuǎn)換過(guò)程中,二極管發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在簡(jiǎn)單的半波整流電路中,當(dāng)交流電源處于正半周時(shí),二極管正向?qū)ǎ娏魍ㄟ^(guò)負(fù)載電阻,在負(fù)載兩端產(chǎn)生一個(gè)正向的電壓;當(dāng)交流電源處于負(fù)半周時(shí),二極管反向截止,負(fù)載中沒(méi)有電流通過(guò)。這樣,在負(fù)載電阻兩端就得到了一個(gè)單向脈動(dòng)的直流電壓。全波整流電路則利用了兩個(gè)二極管,將交流電源的正負(fù)半周分別進(jìn)行整流,得到的直流電壓脈動(dòng)更小。而橋式整流電路使用四個(gè)二極管,它可以在不改變輸入交流電源的情況下,更高效地將交流轉(zhuǎn)換為直流。通過(guò)這些整流電路,能夠?qū)⒉环€(wěn)定的交流電源轉(zhuǎn)換為相對(duì)穩(wěn)定的直流電源,為電子設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。變?nèi)荻O管用于電子調(diào)諧、頻率變換等,是通信領(lǐng)域的好幫手。
二極管的種類(lèi)繁多,按材料分類(lèi)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(chǎng)景。鍺是一開(kāi)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(guò),這在某些高精度要求的電路中可能會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō),理解二極管的基本原理和工作方式,是深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)的關(guān)鍵一步。STD38NH02L-1
二極管在通信領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,用于信號(hào)的調(diào)制和解調(diào),實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。BTS436L2其他被動(dòng)元件
在電路中,二極管還可以起到限流的作用。當(dāng)電路中的電流過(guò)大時(shí),二極管會(huì)導(dǎo)通并分流一部分電流,從而保護(hù)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(zhǎng)其使用壽命。在開(kāi)關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中,二極管還起到續(xù)流的作用。當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí),電感中的電流不能突變,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此時(shí),二極管導(dǎo)通并形成一個(gè)通路,消耗掉這個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的能量,保護(hù)電路中的其他元器件不受損壞。BTS436L2其他被動(dòng)元件