穩(wěn)壓二極管是一種專(zhuān)門(mén)用于穩(wěn)定電壓的二極管。它的工作原理與普通二極管有所不同。在正常情況下,穩(wěn)壓二極管處于反向偏置狀態(tài)。當(dāng)反向電壓達(dá)到穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值時(shí),穩(wěn)壓二極管開(kāi)始反向?qū)?,并且在一定的電流范圍?nèi),其兩端的電壓幾乎保持不變。這是因?yàn)楫?dāng)反向電壓超過(guò)穩(wěn)定電壓后,二極管中的載流子數(shù)量急劇增加,形成較大的反向電流,通過(guò)二極管自身的動(dòng)態(tài)電阻調(diào)整,使得兩端的電壓穩(wěn)定在特定的值。穩(wěn)壓二極管在電源穩(wěn)壓電路中被廣泛應(yīng)用。例如,在一些對(duì)電壓穩(wěn)定性要求較高的電子設(shè)備中,如精密儀器、通信設(shè)備等,當(dāng)輸入電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí),穩(wěn)壓二極管可以確保輸出電壓保持穩(wěn)定,從而保證設(shè)備的正常運(yùn)行。續(xù)流二極管可保護(hù)電感類(lèi)元件免受過(guò)電壓損害。BUZ50A功率三極管
二極管是現(xiàn)代電子學(xué)中一種極為重要的基礎(chǔ)元件,它的結(jié)構(gòu)和原理構(gòu)成了其在電路中獨(dú)特功能的基石。從結(jié)構(gòu)上看,二極管主要由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成。P型半導(dǎo)體含有較多的空穴,而N型半導(dǎo)體則有較多的電子。當(dāng)這兩種半導(dǎo)體緊密結(jié)合在一起時(shí),在它們的交界面就會(huì)形成一個(gè)特殊的區(qū)域,叫做PN結(jié)。這個(gè)PN結(jié)是二極管能夠?qū)崿F(xiàn)單向?qū)щ娦缘年P(guān)鍵所在。從原理層面來(lái)說(shuō),當(dāng)二極管兩端施加正向電壓時(shí),即 P 型端接電源正極,N 型端接電源負(fù)極,此時(shí)外電場(chǎng)方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反。在這個(gè)電壓的作用下,P 區(qū)的空穴和 N 區(qū)的電子都向 PN 結(jié)移動(dòng),使得 PN 結(jié)變窄,形成較大的電流,二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。例如,在一個(gè)簡(jiǎn)單的直流電源供電的電路中,如果串聯(lián)一個(gè)二極管和一個(gè)電阻,當(dāng)電源極性正確時(shí),電路中有電流通過(guò),電阻上會(huì)有電壓降,這可以通過(guò)示波器觀察到電壓和電流的變化情況。BUZ50A功率三極管硅二極管正向?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。
二極管在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)多種失效模式,常見(jiàn)的包括開(kāi)路、短路、性能退化等。正向電流過(guò)大或反向電壓超過(guò)額定值,會(huì)導(dǎo)致二極管過(guò)熱燒毀,出現(xiàn)開(kāi)路故障;PN 結(jié)擊穿后若電流不受限制,可能造成長(zhǎng)久性短路。此外,長(zhǎng)期工作在高溫、高濕度環(huán)境下,二極管的性能會(huì)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(wàn)用表的二極管檔測(cè)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(wú)窮大;對(duì)于復(fù)雜電路中的二極管,可通過(guò)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)纳帷⒎雷o(hù)措施,延長(zhǎng)二極管的使用壽命,保障電路穩(wěn)定運(yùn)行。
二極管在信號(hào)處理電路中有著普遍而重要的應(yīng)用,它能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行多種方式的處理,滿(mǎn)足不同電路對(duì)信號(hào)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(hào)的幅度,防止信號(hào)過(guò)大而損壞后續(xù)電路元件。例如,在音頻信號(hào)處理電路中,如果輸入的音頻信號(hào)幅度可能會(huì)超過(guò)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(hào)電壓在正常范圍內(nèi)時(shí),二極管處于截止?fàn)顟B(tài),信號(hào)正常通過(guò)。但當(dāng)信號(hào)電壓超過(guò)一定值時(shí),二極管導(dǎo)通,將信號(hào)電壓限制在一個(gè)安全范圍內(nèi)。這種限幅功能可以通過(guò)不同的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),如串聯(lián)一個(gè)電阻和一個(gè)二極管,或者使用多個(gè)二極管組成的雙向限幅電路,從而對(duì)信號(hào)的正、負(fù)半周都進(jìn)行幅度限制。整流橋由四只二極管組成,可實(shí)現(xiàn)全波整流,簡(jiǎn)化電源電路設(shè)計(jì)。
當(dāng)二極管兩端施加反向電壓時(shí),外電場(chǎng)方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相同,會(huì)使得 PN 結(jié)變寬。這種情況下,只有極少數(shù)的載流子在反向電壓的作用下形成微弱的反向電流,這個(gè)電流通常非常小,可以忽略不計(jì),二極管此時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中,比如在一些防止電源反接的電路設(shè)計(jì)中,利用二極管的這種單向?qū)щ娦?,可以有效地保護(hù)電路中的其他元件不被反向電流損壞。二極管這種獨(dú)特的單向?qū)щ娞匦?,就像一個(gè)單向閥門(mén),只允許電流在特定的方向流動(dòng),為電子電路的設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性和功能性。光電二極管可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),在光纖通信、紅外遙控器等設(shè)備中實(shí)現(xiàn)光與電的信號(hào)轉(zhuǎn)換。STW25NM60ND
從消費(fèi)電子到工業(yè)設(shè)備,二極管應(yīng)用普遍。BUZ50A功率三極管
二極管的封裝形式多種多樣,主要是為了適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境和安裝方式。常見(jiàn)的封裝形式有直插式和貼片式。直插式二極管通常具有兩個(gè)引腳,一個(gè)引腳連接 P 區(qū),一個(gè)引腳連接 N 區(qū),這種封裝形式便于手工焊接和在傳統(tǒng)的印刷電路板(PCB)上進(jìn)行安裝。直插式封裝的二極管體積相對(duì)較大,但在一些對(duì)可靠性要求較高、電流較大的場(chǎng)合應(yīng)用普遍。貼片式二極管則是為了適應(yīng)現(xiàn)代電子產(chǎn)品小型化、集成化的需求而發(fā)展起來(lái)的。貼片式二極管的體積小巧,可以直接貼裝在 PCB 板的表面,節(jié)省了電路板的空間,提高了電路板的集成度。除了這兩種常見(jiàn)的封裝形式外,還有一些特殊的封裝形式,如功率封裝,用于高功率二極管,這種封裝形式具有良好的散熱性能,確保二極管在大功率工作時(shí)的可靠性。BUZ50A功率三極管