PIN 二極管由 P 型半導體、本征半導體(I 層)和 N 型半導體組成,其 I 層較厚。這種特殊結(jié)構(gòu)使 PIN 二極管在正向偏置時,呈現(xiàn)低電阻狀態(tài),類似于導通的開關(guān);在反向偏置時,呈現(xiàn)高電阻狀態(tài),類似于斷開的開關(guān)。在射頻(RF)電路中,PIN 二極管常被用作射頻開關(guān)。例如在手機的天線切換電路中,通過控制 PIN 二極管的導通和截止,實現(xiàn)不同頻段天線的切換,使手機能夠在不同通信環(huán)境下穩(wěn)定接收和發(fā)送信號。在射頻功率放大器的電路中,PIN 二極管也可用于功率控制和信號切換,確保射頻電路在不同工作狀態(tài)下的高效運行,是實現(xiàn)射頻信號靈活處理和控制的關(guān)鍵器件。整流二極管可將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。SKW20N60HS
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(guān)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(nèi)正向電壓很小不足以克服PN結(jié)內(nèi)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?qū)娏麟S電壓增大而迅速上升。PSMN008-75B二極管封裝形式多樣,有插件式(如 DO-41)與貼片式(如 SMD 0805)等。
二極管在整流電路中的應用非常普遍。整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦?,將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。在交流電的正半周期內(nèi),二極管導通,允許電流通過;在負半周期內(nèi),二極管截止,阻止電流通過。這樣,交流電就被轉(zhuǎn)換成了單向的脈動直流電。二極管在正向電壓作用下電阻很小,處于導通狀態(tài),相當于一只接通的開關(guān);在反向電壓作用下,電阻很大,處于截止狀態(tài),如同一只斷開的開關(guān)。利用二極管的這種開關(guān)特性,可以組成各種邏輯電路,實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換和處理。
反向耐壓是二極管的另一個關(guān)鍵參數(shù)。它指的是二極管在反向偏置狀態(tài)下能夠承受的最大電壓值。當反向電壓超過這個值時,二極管可能會發(fā)生擊穿。不同類型的二極管具有不同的反向耐壓能力。例如,普通的小功率二極管的反向耐壓可能只有幾十伏,而高壓二極管的反向耐壓可以達到數(shù)千伏甚至更高。在設(shè)計電路時,尤其是在涉及到高電壓的場合,必須充分考慮二極管的反向耐壓,選擇具有足夠反向耐壓能力的二極管,以防止二極管被擊穿而導致電路故障。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)電源場景。
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(jié),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(jié)內(nèi)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?qū)ǖ淖饔?,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?qū)е碌碾娏鞣聪蛄鲃?,確保整個太陽能發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。續(xù)流二極管可吸收感性負載的反向電動勢,保護繼電器、電機等元件。BUK98150-55其他被動元件
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。SKW20N60HS
發(fā)光二極管(LED)作為一種特殊的二極管,其獨特的發(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)光原理來看,LED是基于半導體材料的電子與空穴復合發(fā)光機制。當在LED兩端施加正向電壓時,P型半導體中的空穴和N型半導體中的電子在電場的作用下向PN結(jié)移動。在PN結(jié)附近,電子和空穴相遇并復合。在這個復合過程中,電子從高能級躍遷到低能級,根據(jù)能量守恒定律,多余的能量以光子的形式釋放出來,從而產(chǎn)生光。不同的半導體材料和摻雜方式?jīng)Q定了所發(fā)射光的波長,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。SKW20N60HS