二極管是一種具有單向?qū)щ娦缘陌雽?dǎo)體器件,其重要結(jié)構(gòu)由 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體結(jié)合而成,兩者交界處形成的 PN 結(jié)是實(shí)現(xiàn)單向?qū)щ姷年P(guān)鍵。當(dāng) P 區(qū)接電源正極、N 區(qū)接電源負(fù)極,即正向偏置時(shí),外電場削弱了 PN 結(jié)內(nèi)電場,使得多數(shù)載流子能夠順利通過 PN 結(jié),形成較大的正向電流,二極管導(dǎo)通。反之,當(dāng) P 區(qū)接負(fù)極、N 區(qū)接正極,處于反向偏置時(shí),外電場增強(qiáng)內(nèi)電場,多數(shù)載流子難以通過,只有少數(shù)載流子形成微弱的反向電流,二極管近乎截止。這種獨(dú)特的單向?qū)щ娞匦裕蛊湓诒姸嚯娐分谐袚?dān)著關(guān)鍵的整流、檢波等功能,為電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。二極管的額定電流與反向耐壓是選型時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注的主要參數(shù)。74ALVC14D,112
肖特基二極管是一種基于金屬 - 半導(dǎo)體結(jié)的二極管,與普通 PN 結(jié)二極管相比,具有正向壓降小(約 0.3 - 0.5V)、反向恢復(fù)時(shí)間極短(幾乎為零)、開關(guān)速度快等明顯優(yōu)勢。這些特性使其在高頻電路中表現(xiàn)出色,如在開關(guān)電源的同步整流電路中,肖特基二極管可降低導(dǎo)通損耗,提高電源轉(zhuǎn)換效率;在高頻逆變器、DC - DC 轉(zhuǎn)換器中,快速的開關(guān)特性減少了電路的能量損耗和電磁干擾。此外,肖特基二極管的低正向壓降也適用于低壓大電流的應(yīng)用場景,如鋰電池保護(hù)電路。但肖特基二極管的反向耐壓一般較低,通常在 100V 以下,在選型時(shí)需根據(jù)電路的實(shí)際需求,權(quán)衡其性能優(yōu)勢與耐壓限制,充分發(fā)揮其在高頻、低壓電路中的作用。BZX79-C4V7穩(wěn)壓二極管SOD27二極管在整流橋中組成橋式整流電路。

太陽能電池中也用到了二極管的原理。太陽能電池的重點(diǎn)是 P - N 結(jié),當(dāng)太陽光照射到太陽能電池的半導(dǎo)體材料上時(shí),光子激發(fā)產(chǎn)生電子 - 空穴對。在 P - N 結(jié)內(nèi)建電場的作用下,電子向 N 區(qū)移動(dòng),空穴向 P 區(qū)移動(dòng),從而在太陽能電池的兩端產(chǎn)生電勢差。為了防止太陽能電池在夜間或無光照條件下,蓄電池中的電流反向流入太陽能電池,通常會在太陽能電池的輸出端連接一個(gè)二極管,這個(gè)二極管起到了單向?qū)ǖ淖饔?,保護(hù)了太陽能電池和蓄電池。此外,在太陽能電池的陣列中,二極管還可以用于防止局部陰影等原因?qū)е碌碾娏鞣聪蛄鲃?dòng),確保整個(gè)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
在正常使用的電流范圍內(nèi)導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變這個(gè)電壓稱為二極管的正向?qū)妷?。不同類型的二極管其正向?qū)妷阂灿兴煌绻瓒O管一般為0.6-0.7V而鍺二極管則較低約為0.3V。當(dāng)二極管承受反向電壓時(shí)如果反向電壓不超過一定限度(即反向擊穿電壓)則二極管幾乎不導(dǎo)通電流處于截止?fàn)顟B(tài)。這種反向截止特性是二極管能夠單向?qū)щ姷闹匾蛑弧.?dāng)反向電壓超過二極管的反向擊穿電壓時(shí)二極管會發(fā)生反向擊穿現(xiàn)象此時(shí)二極管由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)電流迅速增大。然而需要注意的是反向擊穿可能是破壞性的因此需要合理設(shè)計(jì)電路以避免二極管發(fā)生破壞性擊穿。發(fā)光二極管(LED)通電后能發(fā)光,按波長不同呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)等多種顏色。

二極管是電子電路中的基礎(chǔ)元件之一,由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成,具有單向?qū)щ娦?。?dāng)正向電壓施加于二極管時(shí),它允許電流通過;而當(dāng)反向電壓施加時(shí),則阻止電流通過。這種特性使得二極管在整流、開關(guān)、限流等多種電路中發(fā)揮重要作用。二極管種類繁多,按照所用半導(dǎo)體材料可分為硅二極管和鍺二極管。硅二極管的正向壓降一般為0.6-0.7V,而鍺二極管的正向壓降較低,約為0.3V。此外,根據(jù)用途不同,二極管還可分為整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管等,每種二極管都有其特定的應(yīng)用場景和性能特點(diǎn)。二極管的額定電流和電壓需匹配電路需求。STP12N65M5
二極管是單向?qū)щ姷陌雽?dǎo)體器件,電流只能從陽極流向陰極,反向則截止。74ALVC14D,112
整流橋堆是將多個(gè)二極管按照一定的電路連接方式組合在一起,實(shí)現(xiàn)交流電到直流電的全波整流功能。常見的整流橋堆有由四個(gè)二極管組成的單相全波整流橋和由六個(gè)二極管組成的三相全波整流橋。以單相全波整流橋?yàn)槔?,在交流電的正半周,兩個(gè)二極管導(dǎo)通,電流按一定路徑流過負(fù)載;在負(fù)半周,另外兩個(gè)二極管導(dǎo)通,電流方向不變,持續(xù)流過負(fù)載,從而將交流電轉(zhuǎn)換為較平滑的直流電。在各種電子設(shè)備的電源電路中,整流橋堆廣泛應(yīng)用,為設(shè)備提供穩(wěn)定的直流電源,相較于單個(gè)二極管組成的整流電路,整流橋堆具有更高的整流效率和更穩(wěn)定的輸出特性,滿足了電子設(shè)備對電源質(zhì)量的要求。74ALVC14D,112