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。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。VS-3C04ET07T-M3
變?nèi)荻O管利用了 PN 結(jié)的電容隨反向電壓變化的特性。當(dāng)反向電壓增大時(shí),PN 結(jié)的空間電荷區(qū)變寬,等效電容減?。环粗?,反向電壓減小時(shí),電容增大。在電子調(diào)諧電路中,變?nèi)荻O管被廣泛應(yīng)用。例如在收音機(jī)的調(diào)諧電路里,通過(guò)改變加在變?nèi)荻O管兩端的電壓,調(diào)整其電容值,從而改變 LC 諧振回路的諧振頻率,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻率電臺(tái)信號(hào)的接收。在電視機(jī)的高頻頭中,變?nèi)荻O管同樣用于頻道調(diào)諧,使電視能夠準(zhǔn)確接收不同頻道的節(jié)目信號(hào),為用戶提供豐富的視聽(tīng)選擇,在電子設(shè)備的頻率調(diào)節(jié)和信號(hào)處理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。STD110N02RT4G二極管是單向?qū)щ姷陌雽?dǎo)體器件,電流只能從陽(yáng)極流向陰極,反向則截止。
二極管在鉗位電路中也有著獨(dú)特的應(yīng)用。鉗位電路可以將信號(hào)的某一電平固定在一個(gè)特定的值上。比如在視頻信號(hào)處理中,為了確保視頻信號(hào)中的同步信號(hào)電平穩(wěn)定,可使用二極管鉗位電路。它通過(guò)電容、電阻和二極管的組合,將視頻信號(hào)中的同步脈沖頂部或底部鉗位在一個(gè)固定電壓上。這樣,無(wú)論信號(hào)在傳輸過(guò)程中如何變化,同步信號(hào)的電平都能保持穩(wěn)定,便于后續(xù)的同步分離和信號(hào)處理操作。在數(shù)字電路中,二極管可用于邏輯電平轉(zhuǎn)換。例如,當(dāng)需要將一個(gè)高電平信號(hào)從一種邏輯標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為另一種邏輯標(biāo)準(zhǔn)時(shí),可以利用二極管的單向?qū)щ娦院碗妷航堤匦?。通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娐吩O(shè)計(jì),二極管可以將輸入的高電平信號(hào)降低一定的電壓值,使其符合目標(biāo)邏輯電平的要求。這種電平轉(zhuǎn)換在不同類型數(shù)字電路之間的接口設(shè)計(jì)中非常重要,能夠確保信號(hào)在不同邏輯電平的電路之間準(zhǔn)確傳遞,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的兼容性。
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(guò)程中,通過(guò)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)。光電二極管能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
整流電路是二極管最常見(jiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域之一。在交流 - 直流轉(zhuǎn)換過(guò)程中,二極管發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在簡(jiǎn)單的半波整流電路中,當(dāng)交流電源處于正半周時(shí),二極管正向?qū)?,電流通過(guò)負(fù)載電阻,在負(fù)載兩端產(chǎn)生一個(gè)正向的電壓;當(dāng)交流電源處于負(fù)半周時(shí),二極管反向截止,負(fù)載中沒(méi)有電流通過(guò)。這樣,在負(fù)載電阻兩端就得到了一個(gè)單向脈動(dòng)的直流電壓。全波整流電路則利用了兩個(gè)二極管,將交流電源的正負(fù)半周分別進(jìn)行整流,得到的直流電壓脈動(dòng)更小。而橋式整流電路使用四個(gè)二極管,它可以在不改變輸入交流電源的情況下,更高效地將交流轉(zhuǎn)換為直流。通過(guò)這些整流電路,能夠?qū)⒉环€(wěn)定的交流電源轉(zhuǎn)換為相對(duì)穩(wěn)定的直流電源,為電子設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。二極管的正向?qū)妷壕哂袦囟纫蕾囆浴435-700B 其他被動(dòng)元件
檢波二極管利用單向?qū)щ娞匦?,從高頻調(diào)幅波中解調(diào)出低頻信號(hào),在收音機(jī)等設(shè)備中完成信號(hào)還原。VS-3C04ET07T-M3
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(lái)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(chǎng)的作用下向PN結(jié)移動(dòng)。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(guò)程中,電子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí),根據(jù)能量守恒定律,多余的能量以光子的形式釋放出來(lái),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(zhǎng),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(guò)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。VS-3C04ET07T-M3