二極管在整流電路中的應(yīng)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(dǎo)通,允許電流通過;在負(fù)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(dǎo)通狀態(tài),相當(dāng)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?fàn)顟B(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。穩(wěn)壓二極管利用反向擊穿特性穩(wěn)定電壓。BAT17
PIN 二極管由 P 型半導(dǎo)體、本征半導(dǎo)體(I 層)和 N 型半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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。浙江SP720ABTG二極管橋式整流器穩(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(shè)計。
快恢復(fù)二極管(FRD)是一種具有較短反向恢復(fù)時間的二極管,其反向恢復(fù)時間一般在幾百納秒以內(nèi),適用于高頻整流和開關(guān)電路。與普通整流二極管相比,快恢復(fù)二極管在從導(dǎo)通狀態(tài)切換到截止?fàn)顟B(tài)時,能夠更快地阻斷反向電流,減少反向恢復(fù)損耗和電壓尖峰,降低電路的電磁干擾。在功率因數(shù)校正(PFC)電路、不間斷電源(UPS)、電機驅(qū)動電路等功率電子設(shè)備中,快恢復(fù)二極管常與功率開關(guān)器件配合使用,實現(xiàn)高效的電能轉(zhuǎn)換和控制。其制造工藝通常采用摻金、鉑等雜質(zhì)或電子輻照技術(shù),縮短少數(shù)載流子的壽命,從而加快反向恢復(fù)速度。在設(shè)計功率電路時,合理選擇快恢復(fù)二極管的參數(shù),如反向耐壓、正向電流和反向恢復(fù)時間,對于提高電路的可靠性和效率至關(guān)重要。
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。快恢復(fù)二極管具有極短的反向恢復(fù)時間,在開關(guān)電源中快速切換電流方向,提升電源轉(zhuǎn)換效率。
對二極管進行測試可以確保其質(zhì)量和性能。常用的測試方法有萬用表測試法。將萬用表設(shè)置為二極管測試檔,將紅表筆和黑表筆分別接觸二極管的兩端。當(dāng)二極管正向?qū)〞r,萬用表會顯示一個較小的正向壓降值,對于硅二極管,這個值大約在 0.5 - 0.7V 之間,對于鍺二極管,這個值大約在 0.1 - 0.3V 之間。當(dāng)二極管反向截止時,萬用表顯示的數(shù)值非常大,通常超過幾百兆歐。除了萬用表測試外,還可以使用專門的二極管測試儀進行測試,這種測試儀可以更精確地測量二極管的各項參數(shù),如正向特性、反向特性、擊穿電壓等。整流二極管可將交流電轉(zhuǎn)為直流電,普遍用于電源適配器、充電器等設(shè)備。江蘇BAV99,235二極管橋式整流器
小信號二極管適用于微弱信號的檢波與開關(guān)。BAT17
在光通信領(lǐng)域,光電二極管是光接收機的重要元件之一。在光纖通信系統(tǒng)中,光信號通過光纖傳輸?shù)浇邮斩?。光電二極管可以將接收到的微弱光信號轉(zhuǎn)換為電信號,然后通過后續(xù)的放大、解調(diào)等電路處理,恢復(fù)出原始的信息。由于光通信中的信號非常微弱,要求光電二極管具有高靈敏度和低噪聲的特性。例如,雪崩光電二極管(APD)是一種特殊的高靈敏度光電二極管,它利用了雪崩倍增效應(yīng),在高反向偏壓下,光生載流子在 PN 結(jié)內(nèi)獲得足夠的能量,通過碰撞電離產(chǎn)生更多的載流子,從而使光電流得到倍增,能夠有效地檢測到更微弱的光信號,提高了光通信系統(tǒng)的接收靈敏度。BAT17