普通整流二極管是電子電路中最常見的類型,主要用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。在單相半波整流電路中,單個(gè)二極管利用其單向?qū)щ娦?,只允許交流電的半個(gè)周期通過(guò),實(shí)現(xiàn)整流;全波整流和橋式整流電路則通過(guò)多個(gè)二極管的組合,利用交流電的正負(fù)半周,輸出更平滑的直流電壓。設(shè)計(jì)整流電路時(shí),需根據(jù)負(fù)載需求計(jì)算二極管的參數(shù),如選擇合適的較大整流電流和最高反向工作電壓,同時(shí)考慮散熱問題,為大功率二極管加裝散熱片。此外,整流后的直流電壓通常需搭配濾波電容進(jìn)一步平滑,以滿足后級(jí)電路對(duì)電源質(zhì)量的要求,普通整流二極管是構(gòu)建電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件。雙向觸發(fā)二極管可雙向?qū)?,在晶閘管觸發(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)。BSP122,115 MOS(場(chǎng)效應(yīng)管)
在光電檢測(cè)方面,光電二極管有著普遍的應(yīng)用。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,如自動(dòng)照明控制系統(tǒng),光電二極管可以作為光傳感器。它可以檢測(cè)環(huán)境中的光照強(qiáng)度變化,當(dāng)光照強(qiáng)度低于或高于一定值時(shí),通過(guò)電路反饋,控制系統(tǒng)可以自動(dòng)打開或關(guān)閉照明設(shè)備。在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中,光電二極管也是一種重要的檢測(cè)元件。它可以測(cè)量太陽(yáng)光的強(qiáng)度,為太陽(yáng)能電池板的角度調(diào)整和功率控制提供依據(jù),以提高太陽(yáng)能發(fā)電的效率。此外,在光學(xué)測(cè)量?jī)x器中,光電二極管可以用于測(cè)量光的強(qiáng)度、頻率等參數(shù),為科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中的光學(xué)測(cè)量提供了準(zhǔn)確的手段。BCX51-16整流二極管可將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
二極管按結(jié)構(gòu)可分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型。點(diǎn)接觸型二極管的 PN 結(jié)面積小,結(jié)電容低,適用于高頻信號(hào)檢波和小電流整流,如收音機(jī)中的信號(hào)處理;面接觸型二極管的 PN 結(jié)面積大,能承受較大電流與反向電壓,常用于電源整流電路;平面型二極管采用光刻、擴(kuò)散等半導(dǎo)體制造工藝,精度高、穩(wěn)定性好,是集成電路中常用的二極管類型。制造過(guò)程中,通過(guò)摻雜技術(shù)在硅或鍺等本征半導(dǎo)體中引入雜質(zhì),形成 P 型和 N 型半導(dǎo)體;再經(jīng)晶圓切割、光刻、蝕刻、封裝等工序,將二極管制成適合不同應(yīng)用場(chǎng)景的形態(tài),其性能與制造工藝的精度密切相關(guān)。
變?nèi)荻O管利用了 PN 結(jié)的電容隨反向電壓變化的特性。當(dāng)反向電壓增大時(shí),PN 結(jié)的空間電荷區(qū)變寬,等效電容減??;反之,反向電壓減小時(shí),電容增大。在電子調(diào)諧電路中,變?nèi)荻O管被廣泛應(yīng)用。例如在收音機(jī)的調(diào)諧電路里,通過(guò)改變加在變?nèi)荻O管兩端的電壓,調(diào)整其電容值,從而改變 LC 諧振回路的諧振頻率,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻率電臺(tái)信號(hào)的接收。在電視機(jī)的高頻頭中,變?nèi)荻O管同樣用于頻道調(diào)諧,使電視能夠準(zhǔn)確接收不同頻道的節(jié)目信號(hào),為用戶提供豐富的視聽選擇,在電子設(shè)備的頻率調(diào)節(jié)和信號(hào)處理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。二極管的伏安特性曲線呈非線性,正向?qū)ㄐ杩朔绤^(qū)電壓(硅管約 0.7V)。
二極管的正向特性曲線描述了二極管正向?qū)〞r(shí)電流與電壓之間的關(guān)系。在正向特性曲線的起始階段,當(dāng)正向電壓較小時(shí),二極管的正向電流非常小,幾乎可以忽略不計(jì),此時(shí)二極管處于死區(qū)。隨著正向電壓的增加,當(dāng)電壓超過(guò)死區(qū)電壓后,二極管的正向電流開始迅速增加,并且電流與電壓之間近似呈指數(shù)關(guān)系。不同材料的二極管,其死區(qū)電壓和正向特性曲線的斜率有所不同。例如,硅二極管的死區(qū)電壓約為 0.5V,鍺二極管的死區(qū)電壓約為 0.1V。通過(guò)對(duì)正向特性曲線的研究,可以了解二極管的導(dǎo)通特性,為電路設(shè)計(jì)中選擇合適的二極管提供依據(jù)。高壓二極管能承受數(shù)千伏反向電壓,常用于 CRT 顯示器、微波爐等設(shè)備。74HC1G66GW
肖特基二極管開關(guān)速度快、正向壓降小,適配高頻整流與開關(guān)電源場(chǎng)景。BSP122,115 MOS(場(chǎng)效應(yīng)管)
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(shì)。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(chǎng)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(shì)與耐壓限制,充分發(fā)揮其在高頻、低壓電路中的作用。BSP122,115 MOS(場(chǎng)效應(yīng)管)