二極管在使用過程中可能出現(xiàn)多種失效模式,常見的包括開路、短路、性能退化等。正向電流過大或反向電壓超過額定值,會導致二極管過熱燒毀,出現(xiàn)開路故障;PN 結擊穿后若電流不受限制,可能造成長久性短路。此外,長期工作在高溫、高濕度環(huán)境下,二極管的性能會逐漸退化,如正向壓降增大、反向漏電流增加。故障診斷時,可使用萬用表的二極管檔測量其正向壓降和反向電阻,正常情況下,正向壓降應在規(guī)定范圍內,反向電阻趨于無窮大;對于復雜電路中的二極管,可通過示波器觀察其電壓、電流波形,判斷是否存在異常。預防二極管失效需在電路設計階段合理選型,確保工作條件在器件額定范圍內,并采取適當?shù)纳?、防護措施,延長二極管的使用壽命,保障電路穩(wěn)定運行。整流二極管憑借單向導電特性,可將交流電轉換為直流電,為電源適配器提供穩(wěn)定的直流輸出。BZV85-C13,133 穩(wěn)壓(齊納)二極管
二極管在電源整流電路中扮演著不可或缺的角色,它是實現(xiàn)交流電向直流電轉換的關鍵元件,為各種電子設備提供穩(wěn)定的直流電源。在半波整流電路中,只需一個二極管即可完成基本的整流功能。當交流電壓輸入時,在正半周,二極管處于正向導通狀態(tài),電流可以順利通過二極管流向負載。此時,負載上得到與交流電壓正半周相同形狀的電壓。而在負半周,二極管承受反向電壓而截止,負載中沒有電流通過。這樣,在負載兩端就形成了一個脈動的直流電壓,雖然這種半波整流方式簡單,但效率較低,因為它只利用了交流電的半個周期。不過,在一些對電源要求不高、功率較小的電路中,如簡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單性和成本低的優(yōu)點仍然有一定的應用。PZU18B2L光電二極管能將光信號轉換為電信號。

二極管有多種封裝形式以滿足不同應用場景的需求。常用的插件封裝有DO-15、DO-27、TO-220等;常用的貼片封裝有SMA、SMB、SOD-123等。這些封裝形式不僅便于二極管的安裝和連接還提高了電路的集成度和可靠性。在使用二極管時需要注意其正負極的識別。一般來說負極會做一些標識以便于識別(如銀色環(huán)、色點等)。正確識別二極管的極性對于保證電路的正常工作至關重要。在正向特性的起始部分存在一個死區(qū)電壓區(qū)域。在這個區(qū)域內正向電壓很小不足以克服PN結內電場的阻擋作用因此正向電流幾乎為零。只有當正向電壓大于死區(qū)電壓后二極管才會正向導通電流隨電壓增大而迅速上升。
快恢復二極管的主要特點是反向恢復時間短,一般在幾百納秒以內,相較于普通二極管有大幅提升。這一性能優(yōu)勢使其在開關電源等需要快速開關動作的電路中得到廣泛應用。在開關電源的整流電路,功率開關管頻繁導通和截止,產(chǎn)生高頻脈沖電壓??旎謴投O管能夠迅速響應開關管的動作,在開關管截止時快速截止,減少反向恢復電流帶來的能量損耗和電壓尖峰,提高電源的轉換效率和穩(wěn)定性。同時,其快速開關特性有助于減小電源的體積和重量,滿足現(xiàn)代電子設備對高效、小型化電源的需求,在各類電子設備的電源模塊中占據(jù)重要地位。快恢復二極管反向恢復時間短,適合高頻電路,如變頻器、UPS 電源。

太陽能電池中也用到了二極管的原理。太陽能電池的重點是 P - N 結,當太陽光照射到太陽能電池的半導體材料上時,光子激發(fā)產(chǎn)生電子 - 空穴對。在 P - N 結內建電場的作用下,電子向 N 區(qū)移動,空穴向 P 區(qū)移動,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二極管,這個二極管起到了單向導通的作用,保護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導致的電流反向流動,確保整個太陽能發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。肖特基二極管開關速度快、正向壓降小,適配高頻整流與開關電源場景。BTB06-800SWRG
變容二極管通過電壓改變結電容值。BZV85-C13,133 穩(wěn)壓(齊納)二極管
激光二極管的發(fā)光基于受激輻射原理。在其內部的有源區(qū),通過注入電流形成粒子數(shù)反轉分布,當外界光子激發(fā)時,產(chǎn)生受激輻射,輸出高亮度、高方向性的激光束。在光通信領域,激光二極管作為光源,將電信號轉換為光信號,通過光纖進行高速、長距離的數(shù)據(jù)傳輸。其高調制速率和低功耗特性,滿足了現(xiàn)代通信網(wǎng)絡對大容量、高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅枪饫w通信系統(tǒng)的重要器件之一。在激光加工領域,激光二極管發(fā)出的高能量激光束可用于材料切割、焊接、打孔等加工工藝。例如在汽車制造中,用于車身零部件的焊接;在電子制造中,用于電路板的微孔加工,憑借其高精度、高效率的加工優(yōu)勢,推動了制造業(yè)的技術升級。BZV85-C13,133 穩(wěn)壓(齊納)二極管