光電二極管作為一種能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的特殊二極管,在光通信、光電檢測(cè)等領(lǐng)域有著至關(guān)重要的應(yīng)用,其工作原理基于半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光電二極管的工作原理是內(nèi)光電效應(yīng)。當(dāng)光照射到光電二極管的PN結(jié)時(shí),如果光子的能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度,光子就會(huì)被吸收,從而在PN結(jié)附近產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。在PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的作用下,這些電子和空穴會(huì)被分離,電子向N區(qū)移動(dòng),空穴向P區(qū)移動(dòng),這樣就會(huì)在PN結(jié)兩端產(chǎn)生一個(gè)光生電動(dòng)勢(shì)。如果光電二極管外接電路,就會(huì)有光電流產(chǎn)生。例如,在可見(jiàn)光范圍內(nèi),當(dāng)波長(zhǎng)合適的光照射到硅光電二極管上時(shí),就會(huì)引發(fā)這種光電效應(yīng),產(chǎn)生與光強(qiáng)度相關(guān)的電流。穩(wěn)壓二極管利用反向擊穿特性穩(wěn)定電壓。IHW30N110R3
肖特基二極管是基于金屬 - 半導(dǎo)體接觸形成的二極管。它具有幾個(gè)明顯的特點(diǎn)。首先,肖特基二極管的正向?qū)妷狠^低,通常比普通硅二極管的導(dǎo)通電壓低 0.2 - 0.3V 左右。這使得它在低電壓、大電流的場(chǎng)合具有優(yōu)勢(shì),可以降低電路的功耗。其次,肖特基二極管的開(kāi)關(guān)速度非??欤@是因?yàn)樗鼪](méi)有普通二極管中的少數(shù)載流子存儲(chǔ)效應(yīng)。在高頻電路中,如射頻電路和高速數(shù)字電路中,肖特基二極管能夠快速地導(dǎo)通和截止,減少信號(hào)的失真和損耗。此外,肖特基二極管的反向恢復(fù)時(shí)間極短,這使得它在開(kāi)關(guān)電源等需要頻繁開(kāi)關(guān)的電路中表現(xiàn)出色。不過(guò),肖特基二極管的反向耐壓能力相對(duì)較低,這在一定程度上限制了它的應(yīng)用范圍。IPB042N03LG發(fā)光二極管(LED)通電后能發(fā)出可見(jiàn)光。
在光電檢測(cè)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(cè)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(guò)電路反饋,控制系統(tǒng)可以自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉照明設(shè)備。在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中,光電二極管也是一種重要的檢測(cè)元件。它可以測(cè)量太陽(yáng)光的強(qiáng)度,為太陽(yáng)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(yáng)能發(fā)電的效率。此外,在光學(xué)測(cè)量?jī)x器中,光電二極管可以用于測(cè)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(cè)量提供了準(zhǔn)確的手段。
肖特基二極管是一種基于金屬 - 半導(dǎo)體結(jié)的二極管,與普通 PN 結(jié)二極管相比,具有正向壓降小(約 0.3 - 0.5V)、反向恢復(fù)時(shí)間極短(幾乎為零)、開(kāi)關(guān)速度快等明顯優(yōu)勢(shì)。這些特性使其在高頻電路中表現(xiàn)出色,如在開(kāi)關(guān)電源的同步整流電路中,肖特基二極管可降低導(dǎo)通損耗,提高電源轉(zhuǎn)換效率;在高頻逆變器、DC - DC 轉(zhuǎn)換器中,快速的開(kāi)關(guān)特性減少了電路的能量損耗和電磁干擾。此外,肖特基二極管的低正向壓降也適用于低壓大電流的應(yīng)用場(chǎng)景,如鋰電池保護(hù)電路。但肖特基二極管的反向耐壓一般較低,通常在 100V 以下,在選型時(shí)需根據(jù)電路的實(shí)際需求,權(quán)衡其性能優(yōu)勢(shì)與耐壓限制,充分發(fā)揮其在高頻、低壓電路中的作用。硅二極管正向?qū)妷焊哂阪N二極管,穩(wěn)定性更強(qiáng),工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用更廣。
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(guò);在負(fù)半周期內(nèi),二極管截止,阻止電流通過(guò)。這樣,交流電就被轉(zhuǎn)換成了單向的脈動(dòng)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(kāi)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(kāi)的開(kāi)關(guān)。利用二極管的這種開(kāi)關(guān)特性,可以組成各種邏輯電路,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換和處理。肖特基二極管開(kāi)關(guān)速度快、正向壓降小,適配高頻整流與開(kāi)關(guān)電源場(chǎng)景。IHD10N60RA其他三極管
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(jì)。IHW30N110R3
二極管有多種封裝形式以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。常用的插件封裝有DO-15、DO-27、TO-220等;常用的貼片封裝有SMA、SMB、SOD-123等。這些封裝形式不僅便于二極管的安裝和連接還提高了電路的集成度和可靠性。在使用二極管時(shí)需要注意其正負(fù)極的識(shí)別。一般來(lái)說(shuō)負(fù)極會(huì)做一些標(biāo)識(shí)以便于識(shí)別(如銀色環(huán)、色點(diǎn)等)。正確識(shí)別二極管的極性對(duì)于保證電路的正常工作至關(guān)重要。在正向特性的起始部分存在一個(gè)死區(qū)電壓區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)正向電壓很小不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的阻擋作用因此正向電流幾乎為零。只有當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓后二極管才會(huì)正向?qū)娏麟S電壓增大而迅速上升。IHW30N110R3