發(fā)光二極管(LED)作為一種特殊的二極管,其獨(dú)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(dǎo)體材料的電子與空穴復(fù)合發(fā)光機(jī)制。當(dāng)在LED兩端施加正向電壓時(shí),P型半導(dǎo)體中的空穴和N型半導(dǎo)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(fù)合。在這個(gè)復(fù)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(dǎo)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(lán)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。二極管的正向?qū)妷壕哂袦囟纫蕾囆?。SPW47N60 功率三極管
在正常使用的電流范圍內(nèi)導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變這個(gè)電壓稱為二極管的正向?qū)妷?。不同類型的二極管其正向?qū)妷阂灿兴煌绻瓒O管一般為0.6-0.7V而鍺二極管則較低約為0.3V。當(dāng)二極管承受反向電壓時(shí)如果反向電壓不超過一定限度(即反向擊穿電壓)則二極管幾乎不導(dǎo)通電流處于截止?fàn)顟B(tài)。這種反向截止特性是二極管能夠單向?qū)щ姷闹匾蛑?。?dāng)反向電壓超過二極管的反向擊穿電壓時(shí)二極管會發(fā)生反向擊穿現(xiàn)象此時(shí)二極管由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)電流迅速增大。然而需要注意的是反向擊穿可能是破壞性的因此需要合理設(shè)計(jì)電路以避免二極管發(fā)生破壞性擊穿。IPA093N06N3G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。

除了鍺和硅,還有一些特殊材料制成的二極管。例如,砷化鎵二極管,它具有高頻、高速的特性。在微波通信、雷達(dá)等高頻領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于砷化鎵材料本身的電子遷移速度快,砷化鎵二極管能夠在高頻信號下快速響應(yīng),實(shí)現(xiàn)信號的快速整流、調(diào)制等功能,滿足高速通信和高精度探測等領(lǐng)域的需求。這些不同材料的二極管為電子工程師們提供了豐富的選擇,以適應(yīng)不同的電路設(shè)計(jì)要求。光電二極管,它是一種將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的二極管。在光通信、光電傳感器等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。例如,在光纖通信中,光電二極管可以接收光信號,并將其轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行后續(xù)的處理。在光電傳感器中,它可以檢測環(huán)境中的光照強(qiáng)度變化,如在自動窗簾控制系統(tǒng)中,光電二極管可以感知光線的強(qiáng)弱,從而控制窗簾的開合。
快恢復(fù)二極管(FRD)是一種具有較短反向恢復(fù)時(shí)間的二極管,其反向恢復(fù)時(shí)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(shí),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(jī)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(shí)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(jì)功率電路時(shí),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(shí)間,對于提高電路的可靠性和效率至關(guān)重要。二極管在整流橋中組成橋式整流電路。

二極管的正向特性曲線描述了二極管正向?qū)〞r(shí)電流與電壓之間的關(guān)系。在正向特性曲線的起始階段,當(dāng)正向電壓較小時(shí),二極管的正向電流非常小,幾乎可以忽略不計(jì),此時(shí)二極管處于死區(qū)。隨著正向電壓的增加,當(dāng)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(dǎo)通特性,為電路設(shè)計(jì)中選擇合適的二極管提供依據(jù)。小信號二極管適用于微弱信號的檢波與開關(guān)。HPZR-C30X
續(xù)流二極管可吸收感性負(fù)載的反向電動勢,保護(hù)繼電器、電機(jī)等元件。SPW47N60 功率三極管
雙基極二極管具有獨(dú)特的負(fù)阻特性,由一個(gè) PN 結(jié)和兩個(gè)基極組成。在特定的電路條件下,雙基極二極管可用于構(gòu)成弛張振蕩器。當(dāng)在雙基極二極管的發(fā)射極加上正向電壓,且電壓達(dá)到一定值(峰點(diǎn)電壓)時(shí),二極管導(dǎo)通,發(fā)射極電流迅速增大,進(jìn)入負(fù)阻區(qū),電壓下降。當(dāng)發(fā)射極電流減小到一定值(谷點(diǎn)電流)時(shí),二極管截止,電壓再次上升,如此反復(fù),形成周期性的振蕩信號。在一些定時(shí)電路、脈沖發(fā)生器電路中,雙基極二極管構(gòu)成的弛張振蕩器可產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖信號,用于控制電路的工作節(jié)奏和定時(shí)操作,如在電子鬧鐘的定時(shí)電路、晶閘管觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生電路等方面有廣泛應(yīng)用。SPW47N60 功率三極管