二極管按結(jié)構(gòu)可分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型。點(diǎn)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(jī)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(kuò)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)。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)。IPB10N03LB
橋式整流電路是目前應(yīng)用非常普遍的整流方式。它由四個(gè)二極管組成一個(gè)橋式結(jié)構(gòu)。當(dāng)交流電壓輸入時(shí),在正半周,兩個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過這兩個(gè)二極管和負(fù)載;在負(fù)半周,另外兩個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過這兩個(gè)二極管和負(fù)載。橋式整流電路的優(yōu)點(diǎn)明顯,它不需要中心抽頭的變壓器,而且對變壓器次級繞組的利用率更高,輸出的直流電壓脈動(dòng)更小。在幾乎所有的現(xiàn)代電子設(shè)備電源中,如電腦電源、手機(jī)充電器等,都采用了橋式整流電路。它可以適應(yīng)不同的交流輸入電壓范圍,并且可以與后續(xù)的濾波、穩(wěn)壓電路更好地配合,為電子設(shè)備提供高質(zhì)量的直流電源,確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。此外,在一些特殊的電源整流應(yīng)用中,如高壓電源整流,會使用高壓整流二極管。這些二極管能夠承受極高的反向電壓,確保在高電壓環(huán)境下正常工作,為X光機(jī)、高壓靜電發(fā)生器等設(shè)備提供所需的直流高壓電源。SPB77N06S2-12 MOS(場效應(yīng)管)二極管的額定電流和電壓需匹配電路需求。
在光電檢測方面,光電二極管有著普遍的應(yīng)用。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,如自動(dòng)照明控制系統(tǒng),光電二極管可以作為光傳感器。它可以檢測環(huán)境中的光照強(qiáng)度變化,當(dāng)光照強(qiáng)度低于或高于一定值時(shí),通過電路反饋,控制系統(tǒng)可以自動(dòng)打開或關(guān)閉照明設(shè)備。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中,光電二極管也是一種重要的檢測元件。它可以測量太陽光的強(qiáng)度,為太陽能電池板的角度調(diào)整和功率控制提供依據(jù),以提高太陽能發(fā)電的效率。此外,在光學(xué)測量儀器中,光電二極管可以用于測量光的強(qiáng)度、頻率等參數(shù),為科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中的光學(xué)測量提供了準(zhǔn)確的手段。
最大正向電流是二極管的一個(gè)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(gè)最大值,二極管可能會因?yàn)檫^熱而損壞。這個(gè)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?yàn)樗鼈儾捎昧颂厥獾牟牧虾头庋b設(shè)計(jì),具有更好的散熱性能。在電路設(shè)計(jì)中,必須根據(jù)實(shí)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(shí)際工作電流,以保證二極管的安全可靠運(yùn)行。二極管是單向?qū)щ姷陌雽?dǎo)體器件,電流只能從陽極流向陰極,反向則截止。
反向耐壓是二極管的另一個(gè)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(dāng)反向電壓超過這個(gè)值時(shí),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(dá)到數(shù)千伏甚至更高。在設(shè)計(jì)電路時(shí),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(dǎo)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。浙江NSVR0340HT1G二極管二極管通用功率開關(guān)
整流二極管憑借單向?qū)щ娞匦?,可將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為電源適配器提供穩(wěn)定的直流輸出。IPB10N03LB
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(dǎo)致二極管過熱燒毀,出現(xiàn)開路故障;PN 結(jié)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(shí),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(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi),反向電阻趨于無窮大;對于復(fù)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(yù)防二極管失效需在電路設(shè)計(jì)階段合理選型,確保工作條件在器件額定范圍內(nèi),并采取適當(dāng)?shù)纳?、防護(hù)措施,延長二極管的使用壽命,保障電路穩(wěn)定運(yùn)行。IPB10N03LB