二極管是電子電路中的基礎元件之一,由P型半導體和N型半導體組成,具有單向?qū)щ娦?。當正向電壓施加于二極管時,它允許電流通過;而當反向電壓施加時,則阻止電流通過。這種特性使得二極管在整流、開關、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、開關二極管、發(fā)光二極管等,每種二極管都有其特定的應用場景和性能特點。光電二極管能將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。NXPS20H110C
橋式整流電路是目前應用非常普遍的整流方式。它由四個二極管組成一個橋式結構。當交流電壓輸入時,在正半周,兩個二極管導通,電流通過這兩個二極管和負載;在負半周,另外兩個二極管導通,電流通過這兩個二極管和負載。橋式整流電路的優(yōu)點明顯,它不需要中心抽頭的變壓器,而且對變壓器次級繞組的利用率更高,輸出的直流電壓脈動更小。在幾乎所有的現(xiàn)代電子設備電源中,如電腦電源、手機充電器等,都采用了橋式整流電路。它可以適應不同的交流輸入電壓范圍,并且可以與后續(xù)的濾波、穩(wěn)壓電路更好地配合,為電子設備提供高質(zhì)量的直流電源,確保設備的穩(wěn)定運行。此外,在一些特殊的電源整流應用中,如高壓電源整流,會使用高壓整流二極管。這些二極管能夠承受極高的反向電壓,確保在高電壓環(huán)境下正常工作,為X光機、高壓靜電發(fā)生器等設備提供所需的直流高壓電源。T405-600B-TR 雙向可控硅發(fā)光二極管(LED)通過注入電流發(fā)光,色彩鮮艷、能耗低,廣泛應用于照明、顯示屏背光源等領域。
快恢復二極管的主要特點是反向恢復時間短,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)勢使其在開關電源等需要快速開關動作的電路中得到廣泛應用。在開關電源的整流電路,功率開關管頻繁導通和截止,產(chǎn)生高頻脈沖電壓??旎謴投O管能夠迅速響應開關管的動作,在開關管截止時快速截止,減少反向恢復電流帶來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,其快速開關特性有助于減小電源的體積和重量,滿足現(xiàn)代電子設備對高效、小型化電源的需求,在各類電子設備的電源模塊中占據(jù)重要地位。
二極管是一種具有單向?qū)щ娦缘碾娮釉?。它主要由半導體材料構成,常見的有硅和鍺。在二極管的結構中,包含一個 P - N 結。當二極管正向偏置時,即 P 區(qū)接電源正極,N 區(qū)接電源負極,二極管呈現(xiàn)出低電阻狀態(tài),電流能夠順利通過;而當二極管反向偏置時,電流幾乎無法通過,此時二極管處于高電阻狀態(tài)。這種獨特的單向?qū)щ娞匦允沟枚O管在電子電路中被廣泛應用。例如,在電源電路中,二極管可以防止電流反向流動,保護電路中的其他元件免受反向電流的損害。從微觀角度來看,正向偏置時,外電場與內(nèi)電場方向相反,削弱了內(nèi)電場,使得多數(shù)載流子能夠跨越 P - N 結形成電流;反向偏置時,外電場與內(nèi)電場方向相同,加強了內(nèi)電場,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。二極管的額定電流和電壓需匹配電路需求。
二極管的制造工藝包括多個環(huán)節(jié)。首先是半導體材料的制備,硅或鍺等半導體材料需要經(jīng)過提純、拉晶等過程,得到高純度、高質(zhì)量的半導體晶體。然后進行晶圓制造,將半導體晶體切割成薄片,在晶圓上通過擴散、離子注入等工藝形成 P - N 結。擴散工藝是將特定的雜質(zhì)原子擴散到半導體材料中,改變其導電類型,從而形成 P 區(qū)和 N 區(qū)。離子注入則是通過加速離子并將其注入到半導體材料中,精確地控制雜質(zhì)的濃度和分布。在形成 P - N 結之后,還需要進行電極制作,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,保護芯片并提供合適的引腳用于安裝。二極管的反向漏電流會隨溫度升高而增大。BZX38450-C36-QX
高壓二極管能承受數(shù)千伏反向電壓,常用于 CRT 顯示器、微波爐等設備。NXPS20H110C
肖特基二極管與普通二極管不同,它是由金屬與半導體接觸形成的。其明顯特點是正向?qū)▔航敌?,一般?0.2 - 0.4V 之間,且開關速度快,反向恢復時間極短。這些特性使肖特基二極管在高頻電路中表現(xiàn)出色。在開關電源的整流環(huán)節(jié),由于其低導通壓降,可有效降低功耗,提高電源轉(zhuǎn)換效率。在高頻通信電路中,如射頻電路、微波電路等,肖特基二極管能夠快速響應高頻信號,實現(xiàn)信號的快速處理和轉(zhuǎn)換,滿足現(xiàn)代通信技術對高速、高效器件的需求,為高頻電子設備的小型化、高性能化提供了有力支持。NXPS20H110C