二極管的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的過程。早期的二極管是由電子管構(gòu)成的,體積大、功耗高且可靠性相對(duì)較低。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的興起,半導(dǎo)體二極管逐漸取代了電子管二極管。20 世紀(jì)初,科學(xué)家們開始對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行深入研究。在不斷的實(shí)驗(yàn)和探索中,發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體材料的特殊導(dǎo)電性質(zhì)。到了 20 世紀(jì)中葉,硅和鍺等半導(dǎo)體材料被廣泛應(yīng)用于二極管的制造。隨著制造工藝的不斷改進(jìn),二極管的性能得到了極大的提升,如降低了正向?qū)妷骸⑻岣吡朔聪蚰蛪耗芰Φ?。如今,二極管的種類繁多,除了普通的整流二極管外,還出現(xiàn)了發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、肖特基二極管等具有特殊功能的二極管,滿足了不同領(lǐng)域的需求。變?nèi)荻O管通過改變反向電壓調(diào)節(jié)結(jié)電容,用于射頻調(diào)諧與頻率合成電路。江蘇BAV99,235二極管雙極晶體管
熱敏二極管的電學(xué)特性隨溫度變化而明顯改變。其正向壓降與溫度呈近似線性關(guān)系,溫度升高時(shí),正向壓降減?。粶囟冉档蜁r(shí),正向壓降增大。利用這一特性,熱敏二極管可用于溫度測量和溫度控制電路。在電子設(shè)備的溫度監(jiān)測中,將熱敏二極管安裝在關(guān)鍵發(fā)熱部件附近,通過測量其正向壓降的變化,可精確計(jì)算出溫度值。在一些溫度控制系統(tǒng),如空調(diào)、冰箱的溫控電路中,熱敏二極管作為溫度傳感器,將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),反饋給控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備溫度的精確調(diào)節(jié),保障設(shè)備在適宜的溫度環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行,廣泛應(yīng)用于各種對(duì)溫度監(jiān)測和控制有需求的場景。IPB16CNE8NG續(xù)流二極管可保護(hù)電感類元件免受過電壓損害。
光電二極管是一種能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件,其工作原理基于內(nèi)光電效應(yīng)。當(dāng)光線照射到光電二極管的 PN 結(jié)時(shí),光子能量激發(fā)電子 - 空穴對(duì),在電場作用下形成光電流。光電二極管通常工作在反向偏置狀態(tài),此時(shí)光電流與光照強(qiáng)度成正比,線性度好,響應(yīng)速度快。在光通信系統(tǒng)中,光電二極管用于接收光纖傳輸?shù)墓庑盘?hào),將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后進(jìn)行放大和解調(diào);在光電傳感器中,通過檢測光電流的變化,可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的位置、距離、顏色等參數(shù)的測量,如自動(dòng)感應(yīng)門利用光電二極管檢測人體反射的紅外光,觸發(fā)開門動(dòng)作。此外,雪崩光電二極管(APD)通過雪崩倍增效應(yīng),可進(jìn)一步提高光信號(hào)檢測的靈敏度,適用于遠(yuǎn)距離、弱光信號(hào)的檢測場景。
二極管的關(guān)鍵特性參數(shù)包括較大整流電流、最高反向工作電壓、反向飽和電流、正向壓降等。較大整流電流決定了二極管能夠長期通過的較大正向平均電流,選型時(shí)需確保實(shí)際工作電流小于該值,以免器件過熱損壞;最高反向工作電壓是二極管能承受的較大反向電壓,超過此值會(huì)導(dǎo)致反向擊穿,影響電路安全。反向飽和電流越小,二極管的性能越穩(wěn)定;正向壓降則影響電路的功率損耗。在電源整流電路中,需選用較大整流電流和最高反向工作電壓適配的二極管;在高頻電路中,優(yōu)先考慮結(jié)電容小、反向恢復(fù)時(shí)間短的型號(hào),以減少信號(hào)失真,合理選型是保障二極管正常工作和電路穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。雙向觸發(fā)二極管無正負(fù)極之分,常用于可控硅觸發(fā)與過電壓保護(hù)電路。
隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、量子計(jì)算等新興技術(shù)的快速發(fā)展,二極管有望在這些領(lǐng)域展現(xiàn)新的應(yīng)用潛力。在人工智能的邊緣計(jì)算設(shè)備中,低功耗、高性能的二極管可用于信號(hào)處理和數(shù)據(jù)傳輸,為設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)算提供支持。在物聯(lián)網(wǎng)的傳感器節(jié)點(diǎn)中,各種特殊功能的二極管,如磁敏二極管、熱敏二極管等,可作為感知外界環(huán)境信息的關(guān)鍵元件,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、磁場、壓力等多種物理量的精確監(jiān)測。在量子計(jì)算領(lǐng)域,二極管可能在量子比特的控制和量子信號(hào)的處理方面發(fā)揮作用,盡管目前相關(guān)研究尚處于探索階段,但二極管憑借其獨(dú)特的電學(xué)特性,有望為新興技術(shù)的突破和發(fā)展貢獻(xiàn)力量,開啟電子器件應(yīng)用的新篇章。二極管在整流橋中組成橋式整流電路。PMEG6010CEH-QX
變?nèi)荻O管通過電壓改變結(jié)電容值。江蘇BAV99,235二極管雙極晶體管
在光通信領(lǐng)域,光電二極管是光接收機(jī)的重要元件之一。在光纖通信系統(tǒng)中,光信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),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(hào)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(hào),提高了光通信系統(tǒng)的接收靈敏度。江蘇BAV99,235二極管雙極晶體管