二極管在信號處理電路中有著普遍而重要的應(yīng)用,它能夠?qū)π盘栠M行多種方式的處理,滿足不同電路對信號的特殊要求。在限幅電路中,二極管發(fā)揮著關(guān)鍵作用。限幅電路用于限制信號的幅度,防止信號過大而損壞后續(xù)電路元件。例如,在音頻信號處理電路中,如果輸入的音頻信號幅度可能會超過功放電路的承受范圍,就可以使用二極管限幅電路。當(dāng)音頻信號電壓在正常范圍內(nèi)時,二極管處于截止?fàn)顟B(tài),信號正常通過。但當(dāng)信號電壓超過一定值時,二極管導(dǎo)通,將信號電壓限制在一個安全范圍內(nèi)。這種限幅功能可以通過不同的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn),如串聯(lián)一個電阻和一個二極管,或者使用多個二極管組成的雙向限幅電路,從而對信號的正、負(fù)半周都進行幅度限制。二極管的正向?qū)妷壕哂袦囟纫蕾囆浴?N4735A封裝SOD66
熱敏二極管的電學(xué)特性隨溫度變化而明顯改變。其正向壓降與溫度呈近似線性關(guān)系,溫度升高時,正向壓降減??;溫度降低時,正向壓降增大。利用這一特性,熱敏二極管可用于溫度測量和溫度控制電路。在電子設(shè)備的溫度監(jiān)測中,將熱敏二極管安裝在關(guān)鍵發(fā)熱部件附近,通過測量其正向壓降的變化,可精確計算出溫度值。在一些溫度控制系統(tǒng),如空調(diào)、冰箱的溫控電路中,熱敏二極管作為溫度傳感器,將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號,反饋給控制系統(tǒng),實現(xiàn)對設(shè)備溫度的精確調(diào)節(jié),保障設(shè)備在適宜的溫度環(huán)境下穩(wěn)定運行,廣泛應(yīng)用于各種對溫度監(jiān)測和控制有需求的場景。PTVS14VS1UR/8X普通二極管反向電流極小,反向擊穿后若電流過大易長久損壞。
二極管的正向特性曲線描述了二極管正向?qū)〞r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,二極管的正向電流非常小,幾乎可以忽略不計,此時二極管處于死區(qū)。隨著正向電壓的增加,當(dāng)電壓超過死區(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。通過對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)計中選擇合適的二極管提供依據(jù)。
二極管是現(xiàn)代電子學(xué)中一種極為重要的基礎(chǔ)元件,它的結(jié)構(gòu)和原理構(gòu)成了其在電路中獨特功能的基石。從結(jié)構(gòu)上看,二極管主要由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成。P型半導(dǎo)體含有較多的空穴,而N型半導(dǎo)體則有較多的電子。當(dāng)這兩種半導(dǎo)體緊密結(jié)合在一起時,在它們的交界面就會形成一個特殊的區(qū)域,叫做PN結(jié)。這個PN結(jié)是二極管能夠?qū)崿F(xiàn)單向?qū)щ娦缘年P(guān)鍵所在。從原理層面來說,當(dāng)二極管兩端施加正向電壓時,即 P 型端接電源正極,N 型端接電源負(fù)極,此時外電場方向與內(nèi)電場方向相反。在這個電壓的作用下,P 區(qū)的空穴和 N 區(qū)的電子都向 PN 結(jié)移動,使得 PN 結(jié)變窄,形成較大的電流,二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。例如,在一個簡單的直流電源供電的電路中,如果串聯(lián)一個二極管和一個電阻,當(dāng)電源極性正確時,電路中有電流通過,電阻上會有電壓降,這可以通過示波器觀察到電壓和電流的變化情況。瞬態(tài)抑制二極管(TVS)在遭遇浪涌電壓時迅速導(dǎo)通泄流,為電子設(shè)備提供可靠的過電壓保護。
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,它允許電流通過;而當(dāng)反向電壓施加時,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。光電二極管可將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,在光纖通信、紅外遙控器等設(shè)備中實現(xiàn)光與電的信號轉(zhuǎn)換。74HC14D,652
快恢復(fù)二極管反向恢復(fù)時間短,適合高頻電路,如變頻器、UPS 電源。1N4735A封裝SOD66
二極管按結(jié)構(gòu)可分為點接觸型、面接觸型和平面型。點接觸型二極管的 PN 結(jié)面積小,結(jié)電容低,適用于高頻信號檢波和小電流整流,如收音機中的信號處理;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。制造過程中,通過摻雜技術(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)用場景的形態(tài),其性能與制造工藝的精度密切相關(guān)。1N4735A封裝SOD66