整流橋堆是將多個(gè)二極管按照一定的電路連接方式組合在一起,實(shí)現(xiàn)交流電到直流電的全波整流功能。常見的整流橋堆有由四個(gè)二極管組成的單相全波整流橋和由六個(gè)二極管組成的三相全波整流橋。以單相全波整流橋?yàn)槔?,在交流電的正半周,兩個(gè)二極管導(dǎo)通,電流按一定路徑流過負(fù)載;在負(fù)半周,另外兩個(gè)二極管導(dǎo)通,電流方向不變,持續(xù)流過負(fù)載,從而將交流電轉(zhuǎn)換為較平滑的直流電。在各種電子設(shè)備的電源電路中,整流橋堆廣泛應(yīng)用,為設(shè)備提供穩(wěn)定的直流電源,相較于單個(gè)二極管組成的整流電路,整流橋堆具有更高的整流效率和更穩(wěn)定的輸出特性,滿足了電子設(shè)備對電源質(zhì)量的要求。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)。SPB80P06P MOS(場效應(yīng)管)
發(fā)光二極管(LED)作為一種特殊的二極管,其獨(dú)特的發(fā)光原理和優(yōu)良的特性使其在現(xiàn)代照明和顯示領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。從發(fā)光原理來看,LED是基于半導(dǎo)體材料的電子與空穴復(fù)合發(fā)光機(jī)制。當(dāng)在LED兩端施加正向電壓時(shí),P型半導(dǎo)體中的空穴和N型半導(dǎo)體中的電子在電場的作用下向PN結(jié)移動。在PN結(jié)附近,電子和空穴相遇并復(fù)合。在這個(gè)復(fù)合過程中,電子從高能級躍遷到低能級,根據(jù)能量守恒定律,多余的能量以光子的形式釋放出來,從而產(chǎn)生光。不同的半導(dǎo)體材料和摻雜方式?jīng)Q定了所發(fā)射光的波長,也就是光的顏色。例如,使用氮化鎵(GaN)材料制造的LED可以發(fā)出藍(lán)光,而通過在氮化鎵中摻雜不同的雜質(zhì),還可以獲得綠光、紫光等不同顏色的光。STGB18N40LZ-1整流橋由四只二極管組成,可實(shí)現(xiàn)全波整流,簡化電源電路設(shè)計(jì)。
太陽能電池中也用到了二極管的原理。太陽能電池的重點(diǎn)是 P - N 結(jié),當(dāng)太陽光照射到太陽能電池的半導(dǎo)體材料上時(shí),光子激發(fā)產(chǎn)生電子 - 空穴對。在 P - N 結(jié)內(nèi)建電場的作用下,電子向 N 區(qū)移動,空穴向 P 區(qū)移動,從而在太陽能電池的兩端產(chǎn)生電勢差。為了防止太陽能電池在夜間或無光照條件下,蓄電池中的電流反向流入太陽能電池,通常會在太陽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)了太陽能電池和蓄電池。此外,在太陽能電池的陣列中,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?,確保整個(gè)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
全波整流電路則需要兩個(gè)二極管和一個(gè)中心抽頭的變壓器。在這種電路中,當(dāng)交流電壓輸入變壓器后,變壓器的次級繞組產(chǎn)生兩個(gè)大小相等、方向相反的交流電壓。在正半周,一個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過該二極管和負(fù)載;在負(fù)半周,另一個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過另一個(gè)二極管和負(fù)載。這樣,無論交流電壓是正半周還是負(fù)半周,負(fù)載上都有電流通過,得到的直流電壓脈動頻率是交流輸入電壓頻率的兩倍,提高了整流效率,相較于半波整流,全波整流能夠更好地利用交流電,為負(fù)載提供更穩(wěn)定的直流電源。這種電路在一些早期的電子管收音機(jī)等設(shè)備中較為常見。變?nèi)荻O管通過改變反向電壓調(diào)節(jié)結(jié)電容,用于射頻調(diào)諧與頻率合成電路。
穩(wěn)壓二極管則是專門用于穩(wěn)定電壓的。它利用了二極管的反向擊穿特性,在反向擊穿區(qū),穩(wěn)壓二極管兩端的電壓基本保持恒定。當(dāng)電源電壓波動或者負(fù)載變化時(shí),穩(wěn)壓二極管能夠自動調(diào)整通過自身的電流,從而維持負(fù)載兩端電壓的穩(wěn)定。比如在一些對電壓穩(wěn)定性要求較高的電子設(shè)備中,如精密儀器的電源電路,穩(wěn)壓二極管可以確保即使輸入電壓有一定的變化,儀器內(nèi)部的電路仍能在穩(wěn)定的電壓下工作,避免電壓波動對測量精度等產(chǎn)生影響。發(fā)光二極管(LED)是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的特殊二極管。當(dāng)電流通過LED時(shí),它會發(fā)出不同顏色的光。LED的應(yīng)用非常普遍,從常見的指示燈、顯示屏背光源到照明領(lǐng)域都有它的身影。例如,在交通信號燈中,紅色、綠色和黃色的LED被普遍使用,它們具有亮度高、壽命長、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。在顯示屏領(lǐng)域,如手機(jī)屏幕、電視屏幕等,LED背光源可以提供均勻的光線,實(shí)現(xiàn)高對比度和高清晰度的顯示效果。而且,隨著技術(shù)的發(fā)展,白光LED的出現(xiàn)使得LED在普通照明領(lǐng)域逐漸取代了傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈,成為節(jié)能照明的首要選擇。從消費(fèi)電子到工業(yè)設(shè)備,二極管應(yīng)用普遍。STP9NM60N
二極管是具有單向?qū)щ娦缘陌雽?dǎo)體電子元件。SPB80P06P MOS(場效應(yīng)管)
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轉(zhuǎn)換為電信號,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,能夠有效地檢測到更微弱的光信號,提高了光通信系統(tǒng)的接收靈敏度。SPB80P06P MOS(場效應(yīng)管)