穩(wěn)壓二極管(齊納二極管)利用反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。當(dāng)反向電壓達(dá)到其擊穿電壓時(shí),即使電流在較大范圍內(nèi)變化,二極管兩端的電壓仍能保持基本穩(wěn)定。穩(wěn)壓電路中,穩(wěn)壓二極管與限流電阻串聯(lián)接入電源,通過(guò)調(diào)整限流電阻的阻值,控制流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流,使其工作在反向擊穿區(qū)。這種電路常用于為電子設(shè)備提供穩(wěn)定的參考電壓,如在單片機(jī)系統(tǒng)中為芯片供電,確保電源電壓不受輸入電壓波動(dòng)或負(fù)載變化的影響。與普通二極管不同,穩(wěn)壓二極管正常工作在反向擊穿狀態(tài),且具有良好的可逆性,只要電流和功耗控制在允許范圍內(nèi),不會(huì)因擊穿而損壞,是穩(wěn)定電壓的重要器件。高壓二極管常用于微波爐等高壓設(shè)備中。BTA316B-600BT
太陽(yáng)能電池中也用到了二極管的原理。太陽(yáng)能電池的重點(diǎn)是 P - N 結(jié),當(dāng)太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料上時(shí),光子激發(fā)產(chǎn)生電子 - 空穴對(duì)。在 P - N 結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下,電子向 N 區(qū)移動(dòng),空穴向 P 區(qū)移動(dòng),從而在太陽(yáng)能電池的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。為了防止太陽(yáng)能電池在夜間或無(wú)光照條件下,蓄電池中的電流反向流入太陽(yáng)能電池,通常會(huì)在太陽(yáng)能電池的輸出端連接一個(gè)二極管,這個(gè)二極管起到了單向?qū)ǖ淖饔?,保護(hù)了太陽(yáng)能電池和蓄電池。此外,在太陽(yáng)能電池的陣列中,二極管還可以用于防止局部陰影等原因?qū)е碌碾娏鞣聪蛄鲃?dòng),確保整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。BSP295續(xù)流二極管可保護(hù)電感類元件免受過(guò)電壓損害。
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。
反向耐壓是二極管的另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。它指的是二極管在反向偏置狀態(tài)下能夠承受的最大電壓值。當(dāng)反向電壓超過(guò)這個(gè)值時(shí),二極管可能會(huì)發(fā)生擊穿。不同類型的二極管具有不同的反向耐壓能力。例如,普通的小功率二極管的反向耐壓可能只有幾十伏,而高壓二極管的反向耐壓可以達(dá)到數(shù)千伏甚至更高。在設(shè)計(jì)電路時(shí),尤其是在涉及到高電壓的場(chǎng)合,必須充分考慮二極管的反向耐壓,選擇具有足夠反向耐壓能力的二極管,以防止二極管被擊穿而導(dǎo)致電路故障。二極管在電路中可起開關(guān)、整流、限幅、檢波等多種基礎(chǔ)作用。
穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體二極管,它在反向擊穿狀態(tài)下能保持電壓穩(wěn)定。當(dāng)反向電壓達(dá)到其擊穿電壓時(shí),即使電流在較大范圍內(nèi)變化,穩(wěn)壓二極管兩端的電壓也基本不變。在穩(wěn)壓電路中,穩(wěn)壓二極管與負(fù)載電阻并聯(lián),利用其反向擊穿特性,將不穩(wěn)定的直流電壓穩(wěn)定在特定值。例如在一些電子設(shè)備的電源電路中,輸入電壓可能會(huì)因電網(wǎng)波動(dòng)等因素而不穩(wěn)定,通過(guò)接入穩(wěn)壓二極管,可確保輸出給電子元件的電壓穩(wěn)定,保障設(shè)備正常工作,避免因電壓波動(dòng)對(duì)敏感元件造成損壞,在對(duì)電壓穩(wěn)定性要求較高的電路中發(fā)揮著不可或缺的作用。整流二極管憑借單向?qū)щ娞匦?,可將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為電源適配器提供穩(wěn)定的直流輸出。STB20NM60 MOS(場(chǎng)效應(yīng)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。BTA316B-600BT
二極管在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)多種失效模式,常見的包括開路、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?、防護(hù)措施,延長(zhǎng)二極管的使用壽命,保障電路穩(wěn)定運(yùn)行。BTA316B-600BT