二極管是電子電路中的基礎(chǔ)元件之一,由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成,具有單向?qū)щ娦?。?dāng)正向電壓施加于二極管時(shí),它允許電流通過(guò);而當(dāng)反向電壓施加時(shí),則阻止電流通過(guò)。這種特性使得二極管在整流、開(kāi)關(guān)、限流等多種電路中發(fā)揮重要作用。二極管種類繁多,按照所用半導(dǎo)體材料可分為硅二極管和鍺二極管。硅二極管的正向壓降一般為0.6-0.7V,而鍺二極管的正向壓降較低,約為0.3V。此外,根據(jù)用途不同,二極管還可分為整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管、發(fā)光二極管等,每種二極管都有其特定的應(yīng)用場(chǎng)景和性能特點(diǎn)。肖特基二極管以低正向壓降和高開(kāi)關(guān)速度著稱,在低壓大電流電路中有效降低功率損耗。STD3NM50 MOS(場(chǎng)效應(yīng)管)
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(guò)二極管的正向電流超過(guò)這個(gè)最大值,二極管可能會(huì)因?yàn)檫^(guò)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(lái)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。TIP35CP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)。
快恢復(fù)二極管的主要特點(diǎn)是反向恢復(fù)時(shí)間短,一般在幾百納秒以內(nèi),相較于普通二極管有大幅提升。這一性能優(yōu)勢(shì)使其在開(kāi)關(guān)電源等需要快速開(kāi)關(guān)動(dòng)作的電路中得到廣泛應(yīng)用。在開(kāi)關(guān)電源的整流電路,功率開(kāi)關(guān)管頻繁導(dǎo)通和截止,產(chǎn)生高頻脈沖電壓。快恢復(fù)二極管能夠迅速響應(yīng)開(kāi)關(guān)管的動(dòng)作,在開(kāi)關(guān)管截止時(shí)快速截止,減少反向恢復(fù)電流帶來(lái)的能量損耗和電壓尖峰,提高電源的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。同時(shí),其快速開(kāi)關(guān)特性有助于減小電源的體積和重量,滿足現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)高效、小型化電源的需求,在各類電子設(shè)備的電源模塊中占據(jù)重要地位。
二極管的制造工藝包括多個(gè)環(huán)節(jié)。首先是半導(dǎo)體材料的制備,硅或鍺等半導(dǎo)體材料需要經(jīng)過(guò)提純、拉晶等過(guò)程,得到高純度、高質(zhì)量的半導(dǎo)體晶體。然后進(jìn)行晶圓制造,將半導(dǎo)體晶體切割成薄片,在晶圓上通過(guò)擴(kuò)散、離子注入等工藝形成 P - N 結(jié)。擴(kuò)散工藝是將特定的雜質(zhì)原子擴(kuò)散到半導(dǎo)體材料中,改變其導(dǎo)電類型,從而形成 P 區(qū)和 N 區(qū)。離子注入則是通過(guò)加速離子并將其注入到半導(dǎo)體材料中,精確地控制雜質(zhì)的濃度和分布。在形成 P - N 結(jié)之后,還需要進(jìn)行電極制作,在 P 區(qū)和 N 區(qū)分別制作金屬電極,以便與外部電路連接。另外,進(jìn)行封裝,將制作好的二極管芯片封裝在特定的封裝材料中,保護(hù)芯片并提供合適的引腳用于安裝。小信號(hào)二極管適用于微弱信號(hào)的檢波與開(kāi)關(guān)。
利用二極管的單向?qū)щ娞匦钥梢栽谥骰芈分写?lián)一個(gè)二極管實(shí)現(xiàn)低成本且可靠的防反接功能。當(dāng)電源極性接反時(shí)二極管處于截止?fàn)顟B(tài)阻止電流通過(guò)從而保護(hù)電路中的其他元器件不受損壞。倍壓電路是一種利用二極管的單向?qū)щ娞匦詫?shí)現(xiàn)電源電壓倍增的電路。通過(guò)多個(gè)二極管和電容器的組合可以將較低的輸入電壓轉(zhuǎn)換為較高的輸出電壓滿足電路對(duì)高電壓的需求。倍壓電路廣泛應(yīng)用于高壓發(fā)生器、靜電除塵等領(lǐng)域。電壓鉗位電路是一種利用二極管將電路中的電壓限制在一定范圍內(nèi)的電路。當(dāng)電路中的電壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)二極管會(huì)導(dǎo)通并將多余的電壓鉗制在二極管的正向?qū)妷夯蚍聪驌舸╇妷荷蠌亩Wo(hù)電路中的其他元器件不受過(guò)高電壓的損害。電壓鉗位電路廣泛應(yīng)用于各種保護(hù)電路中確保電路的安全可靠運(yùn)行。光電二極管能將光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào),可用于光通信、煙霧報(bào)警器等設(shè)備。STTA6006TV1
變?nèi)荻O管通過(guò)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。STD3NM50 MOS(場(chǎng)效應(yīng)管)
二極管是一種具有單向?qū)щ娦缘碾娮釉K饕砂雽?dǎo)體材料構(gòu)成,常見(jiàn)的有硅和鍺。在二極管的結(jié)構(gòu)中,包含一個(gè) P - N 結(jié)。當(dāng)二極管正向偏置時(shí),即 P 區(qū)接電源正極,N 區(qū)接電源負(fù)極,二極管呈現(xiàn)出低電阻狀態(tài),電流能夠順利通過(guò);而當(dāng)二極管反向偏置時(shí),電流幾乎無(wú)法通過(guò),此時(shí)二極管處于高電阻狀態(tài)。這種獨(dú)特的單向?qū)щ娞匦允沟枚O管在電子電路中被廣泛應(yīng)用。例如,在電源電路中,二極管可以防止電流反向流動(dòng),保護(hù)電路中的其他元件免受反向電流的損害。從微觀角度來(lái)看,正向偏置時(shí),外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相反,削弱了內(nèi)電場(chǎng),使得多數(shù)載流子能夠跨越 P - N 結(jié)形成電流;反向偏置時(shí),外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相同,加強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng),多數(shù)載流子難以跨越,只有少數(shù)載流子形成微弱的反向電流。STD3NM50 MOS(場(chǎng)效應(yīng)管)