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通特性,為電路設計中選擇合適的二極管提供依據(jù)。二極管在整流橋中組成橋式整流電路。STPS16L40CT
二極管是一種具有單向?qū)щ娞匦缘陌雽w器件,由一個 PN 結(jié)、電極引線和外殼封裝而成。PN 結(jié)是其重要結(jié)構(gòu),P 型半導體一側(cè)帶正電,富含空穴;N 型半導體一側(cè)帶負電,含有大量自由電子。當二極管兩端施加正向電壓(陽極接正,陰極接負)且超過其導通閾值(硅管約 0.7V,鍺管約 0.3V)時,PN 結(jié)變窄,載流子擴散形成正向電流,此時二極管處于導通狀態(tài);而施加反向電壓時,PN 結(jié)變寬,只存在微弱的反向飽和電流,二極管截止。這種單向?qū)щ娞匦允苟O管能夠?qū)崿F(xiàn)整流、限幅、穩(wěn)壓等功能,廣泛應用于各類電子電路中,如同電路中的 “單向閥門”,控制電流的流向與大小。BFG31場效應管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)。
最大正向電流是二極管的一個重要參數(shù)。它表示二極管在正常工作情況下能夠承受的最大正向電流值。如果流過二極管的正向電流超過這個最大值,二極管可能會因為過熱而損壞。這個參數(shù)取決于二極管的材料、結(jié)構(gòu)和封裝形式等因素。例如,大功率二極管通常具有較大的最大正向電流值,這是因為它們采用了特殊的材料和封裝設計,具有更好的散熱性能。在電路設計中,必須根據(jù)實際工作電流來選擇合適的二極管,確保二極管的最大正向電流大于實際工作電流,以保證二極管的安全可靠運行。
二極管的制造是一個復雜而精細的過程,涉及到多種先進的半導體制造工藝,這些工藝確保了二極管的高質(zhì)量和穩(wěn)定性能。首先是半導體材料的準備。對于硅二極管,通常以高純度的硅為原料。硅材料需要經(jīng)過一系列的提純過程,以去除其中的雜質(zhì),使硅的純度達到極高的水平,一般要求達到99.9999%以上。這個提純過程可以采用化學氣相沉積(CVD)等方法,在高溫、高壓等特定條件下,將不純的硅轉(zhuǎn)化為高純度的多晶硅。然后通過拉晶等工藝,將多晶硅制成單晶硅棒,這是后續(xù)制造二極管的基礎材料。穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū),可穩(wěn)定電路電壓,常用于穩(wěn)壓電源設計。
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(zhuǎn)換的關(guān)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?qū)顟B(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。激光二極管可發(fā)射強度高的單色激光束。IPA90R340C3其他被動元件
雙向觸發(fā)二極管可雙向?qū)ǎ诰чl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)。STPS16L40CT
整流橋堆是將多個二極管按照一定的電路連接方式組合在一起,實現(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二極管組成的單相全波整流橋和由六個二極管組成的三相全波整流橋。以單相全波整流橋為例,在交流電的正半周,兩個二極管導通,電流按一定路徑流過負載;在負半周,另外兩個二極管導通,電流方向不變,持續(xù)流過負載,從而將交流電轉(zhuǎn)換為較平滑的直流電。在各種電子設備的電源電路中,整流橋堆廣泛應用,為設備提供穩(wěn)定的直流電源,相較于單個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,滿足了電子設備對電源質(zhì)量的要求。STPS16L40CT