恒流二極管具有在一定電壓范圍內(nèi)輸出恒定電流的特性。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制使得通過它的電流基本不隨外加電壓的變化而改變。在一些對(duì)電流穩(wěn)定性要求較高的電路中,恒流二極管發(fā)揮著重要作用。例如在 LED 驅(qū)動(dòng)電路中,由于 LED 的發(fā)光亮度與通過的電流密切相關(guān),使用恒流二極管可為 LED 提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電流,確保 LED 發(fā)光亮度均勻、穩(wěn)定,避免因電流波動(dòng)導(dǎo)致 LED 亮度變化或壽命縮短。在一些傳感器電路中,恒流二極管也用于為傳感器提供穩(wěn)定的工作電流,保證傳感器輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性,在需要精確控制電流的電路中是不可或缺的器件。二極管反向偏置時(shí),幾乎無電流通過。BTS6144B其他被動(dòng)元件
在正常使用的電流范圍內(nèi)導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變這個(gè)電壓稱為二極管的正向?qū)妷骸2煌愋偷亩O管其正向?qū)妷阂灿兴煌绻瓒O管一般為0.6-0.7V而鍺二極管則較低約為0.3V。當(dāng)二極管承受反向電壓時(shí)如果反向電壓不超過一定限度(即反向擊穿電壓)則二極管幾乎不導(dǎo)通電流處于截止?fàn)顟B(tài)。這種反向截止特性是二極管能夠單向?qū)щ姷闹匾蛑?。?dāng)反向電壓超過二極管的反向擊穿電壓時(shí)二極管會(huì)發(fā)生反向擊穿現(xiàn)象此時(shí)二極管由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)電流迅速增大。然而需要注意的是反向擊穿可能是破壞性的因此需要合理設(shè)計(jì)電路以避免二極管發(fā)生破壞性擊穿。BTA41-600BRG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)。
穩(wěn)壓二極管是一種專門用于穩(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)壓二極管開始反向?qū)ǎ⑶以谝欢ǖ碾娏鞣秶鷥?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。
二極管在電源整流電路中扮演著不可或缺的角色,它是實(shí)現(xiàn)交流電向直流電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件,為各種電子設(shè)備提供穩(wěn)定的直流電源。在半波整流電路中,只需一個(gè)二極管即可完成基本的整流功能。當(dāng)交流電壓輸入時(shí),在正半周,二極管處于正向?qū)顟B(tài),電流可以順利通過二極管流向負(fù)載。此時(shí),負(fù)載上得到與交流電壓正半周相同形狀的電壓。而在負(fù)半周,二極管承受反向電壓而截止,負(fù)載中沒有電流通過。這樣,在負(fù)載兩端就形成了一個(gè)脈動(dòng)的直流電壓,雖然這種半波整流方式簡單,但效率較低,因?yàn)樗焕昧私涣麟姷陌雮€(gè)周期。不過,在一些對(duì)電源要求不高、功率較小的電路中,如簡單的電池充電器或小型電子玩具中,半波整流電路由于其簡單性和成本低的優(yōu)點(diǎn)仍然有一定的應(yīng)用。從消費(fèi)電子到工業(yè)設(shè)備,二極管應(yīng)用普遍。
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(cè)到更微弱的光信號(hào),提高了光通信系統(tǒng)的接收靈敏度。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)。BT138X-600G
整流二極管憑借單向?qū)щ娞匦裕蓪⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電,為電源適配器提供穩(wěn)定的直流輸出。BTS6144B其他被動(dòng)元件
二極管按結(jié)構(gòu)可分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型。點(diǎn)接觸型二極管的 PN 結(jié)面積小,結(jié)電容低,適用于高頻信號(hào)檢波和小電流整流,如收音機(jī)中的信號(hào)處理;面接觸型二極管的 PN 結(jié)面積大,能承受較大電流與反向電壓,常用于電源整流電路;平面型二極管采用光刻、擴(kuò)散等半導(dǎo)體制造工藝,精度高、穩(wěn)定性好,是集成電路中常用的二極管類型。制造過程中,通過摻雜技術(shù)在硅或鍺等本征半導(dǎo)體中引入雜質(zhì),形成 P 型和 N 型半導(dǎo)體;再經(jīng)晶圓切割、光刻、蝕刻、封裝等工序,將二極管制成適合不同應(yīng)用場(chǎng)景的形態(tài),其性能與制造工藝的精度密切相關(guān)。BTS6144B其他被動(dòng)元件