太陽(yáng)能二極管,也稱為光伏二極管,其工作原理基于光電效應(yīng)。當(dāng)太陽(yáng)光照射到光伏二極管的 PN 結(jié)時(shí),光子能量被吸收,產(chǎn)生電子 - 空穴對(duì)。在 PN 結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的作用下,電子和空穴分別向 N 區(qū)和 P 區(qū)移動(dòng),從而在 PN 結(jié)兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),實(shí)現(xiàn)光能到電能的轉(zhuǎn)換。在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中,大量的光伏二極管組成光伏板,將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電,為各類用電設(shè)備供電。這種可再生能源利用方式具有清潔、環(huán)保、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,光伏二極管的光電轉(zhuǎn)換效率不斷提高,成本逐漸降低,在全球能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中占據(jù)越來(lái)越重要的地位,為緩解能源危機(jī)和應(yīng)對(duì)氣候變化提供了有力支持。檢波二極管可從高頻信號(hào)中檢出有用信號(hào),功能強(qiáng)大。ACS120-7ST
在汽車電子領(lǐng)域,二極管的應(yīng)用十分普遍。在汽車的發(fā)電機(jī)電路中,二極管組成的整流器將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為汽車的電氣系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。汽車的燈光系統(tǒng)中,發(fā)光二極管(LED)已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的白熾燈泡,LED 燈具有亮度高、壽命長(zhǎng)、能耗低等優(yōu)點(diǎn),提高了汽車燈光的性能和可靠性。在汽車的電子控制單元(ECU)中,二極管用于信號(hào)處理和電路保護(hù)。例如,在輸入信號(hào)線上使用二極管進(jìn)行限幅,防止過高的電壓信號(hào)損壞 ECU。此外,在汽車的一些特殊電路中,如防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)等,二極管也發(fā)揮著不可或缺的作用。BSO4804場(chǎng)效應(yīng)管二極管的正向?qū)妷壕哂袦囟纫蕾囆浴?/p>
發(fā)光二極管(LED)作為一種特殊的二極管,其獨(dú)特的發(fā)光原理和優(yōu)良的特性使其在現(xiàn)代照明和顯示領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。從發(fā)光原理來(lái)看,LED是基于半導(dǎo)體材料的電子與空穴復(fù)合發(fā)光機(jī)制。當(dāng)在LED兩端施加正向電壓時(shí),P型半導(dǎo)體中的空穴和N型半導(dǎo)體中的電子在電場(chǎng)的作用下向PN結(jié)移動(dòng)。在PN結(jié)附近,電子和空穴相遇并復(fù)合。在這個(gè)復(fù)合過程中,電子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí),根據(jù)能量守恒定律,多余的能量以光子的形式釋放出來(lái),從而產(chǎn)生光。不同的半導(dǎo)體材料和摻雜方式?jīng)Q定了所發(fā)射光的波長(zhǎng),也就是光的顏色。例如,使用氮化鎵(GaN)材料制造的LED可以發(fā)出藍(lán)光,而通過在氮化鎵中摻雜不同的雜質(zhì),還可以獲得綠光、紫光等不同顏色的光。
除了鍺和硅,還有一些特殊材料制成的二極管。例如,砷化鎵二極管,它具有高頻、高速的特性。在微波通信、雷達(dá)等高頻領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于砷化鎵材料本身的電子遷移速度快,砷化鎵二極管能夠在高頻信號(hào)下快速響應(yīng),實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速整流、調(diào)制等功能,滿足高速通信和高精度探測(cè)等領(lǐng)域的需求。這些不同材料的二極管為電子工程師們提供了豐富的選擇,以適應(yīng)不同的電路設(shè)計(jì)要求。光電二極管,它是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的二極管。在光通信、光電傳感器等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。例如,在光纖通信中,光電二極管可以接收光信號(hào),并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行后續(xù)的處理。在光電傳感器中,它可以檢測(cè)環(huán)境中的光照強(qiáng)度變化,如在自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)中,光電二極管可以感知光線的強(qiáng)弱,從而控制窗簾的開合。變?nèi)荻O管通過電壓改變結(jié)電容值。
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。二極管是具有單向?qū)щ娦缘陌雽?dǎo)體電子元件。IPB107N20NA貼片三極管
穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū),可穩(wěn)定電路電壓,常用于穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)。ACS120-7ST
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,通過調(diào)整限流電阻的阻值,控制流過穩(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。ACS120-7ST