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,只需一個二極管即可完成基本的整流功能。當(dāng)交流電壓輸入時,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,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脈動的直流電壓,雖然這種半波整流方式簡單,但效率較低,因為它只利用了交流電的半個周期。不過,在一些對電源要求不高、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。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。STD2HNK60Z
發(fā)光二極管(LED)是一種特殊的二極管。它的發(fā)光原理基于半導(dǎo)體材料的電子 - 空穴復(fù)合過程。當(dāng)在 LED 兩端施加正向電壓時,電子從 N 區(qū)注入到 P 區(qū),空穴從 P 區(qū)注入到 N 區(qū),在 P - N 結(jié)附近,電子和空穴復(fù)合,釋放出能量,其中一部分能量以光子的形式發(fā)射出來,從而產(chǎn)生光。LED 具有許多優(yōu)勢。首先,它具有很高的能效,相比傳統(tǒng)的白熾燈泡,LED 可以將更多的電能轉(zhuǎn)化為光能,消耗的電能更少。其次,LED 的壽命非常長,可以達(dá)到數(shù)萬小時甚至更長,減少了更換燈泡的頻率。再者,LED 的響應(yīng)速度快,非常適合用于需要快速開關(guān)的場合,如交通信號燈等。此外,LED 可以發(fā)出多種顏色的光,通過調(diào)整半導(dǎo)體材料的成分,可以實(shí)現(xiàn)從紅外光到可見光再到紫外光的不同波長的光發(fā)射。STPR520FP普通二極管反向電流極小,反向擊穿后若電流過大易長久損壞。
二極管是一種具有單向?qū)щ娦缘陌雽?dǎo)體器件,其重要結(jié)構(gòu)由 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體結(jié)合而成,兩者交界處形成的 PN 結(jié)是實(shí)現(xiàn)單向?qū)щ姷年P(guān)鍵。當(dāng) P 區(qū)接電源正極、N 區(qū)接電源負(fù)極,即正向偏置時,外電場削弱了 PN 結(jié)內(nèi)電場,使得多數(shù)載流子能夠順利通過 PN 結(jié),形成較大的正向電流,二極管導(dǎo)通。反之,當(dāng) P 區(qū)接負(fù)極、N 區(qū)接正極,處于反向偏置時,外電場增強(qiáng)內(nèi)電場,多數(shù)載流子難以通過,只有少數(shù)載流子形成微弱的反向電流,二極管近乎截止。這種獨(dú)特的單向?qū)щ娞匦裕蛊湓诒姸嚯娐分谐袚?dān)著關(guān)鍵的整流、檢波等功能,為電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。
整流電路是二極管最常見的應(yīng)用領(lǐng)域之一。在交流 - 直流轉(zhuǎn)換過程中,二極管發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在簡單的半波整流電路中,當(dāng)交流電源處于正半周時,二極管正向?qū)?,電流通過負(fù)載電阻,在負(fù)載兩端產(chǎn)生一個正向的電壓;當(dāng)交流電源處于負(fù)半周時,二極管反向截止,負(fù)載中沒有電流通過。這樣,在負(fù)載電阻兩端就得到了一個單向脈動的直流電壓。全波整流電路則利用了兩個二極管,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更小。而橋式整流電路使用四個二極管,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。通過這些整流電路,能夠?qū)⒉环€(wěn)定的交流電源轉(zhuǎn)換為相對穩(wěn)定的直流電源,為電子設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。二極管的額定電流與反向耐壓是選型時需重點(diǎn)關(guān)注的主要參數(shù)。
除了鍺和硅,還有一些特殊材料制成的二極管。例如,砷化鎵二極管,它具有高頻、高速的特性。在微波通信、雷達(dá)等高頻領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于砷化鎵材料本身的電子遷移速度快,砷化鎵二極管能夠在高頻信號下快速響應(yīng),實(shí)現(xiàn)信號的快速整流、調(diào)制等功能,滿足高速通信和高精度探測等領(lǐng)域的需求。這些不同材料的二極管為電子工程師們提供了豐富的選擇,以適應(yīng)不同的電路設(shè)計要求。光電二極管,它是一種將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的二極管。在光通信、光電傳感器等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。例如,在光纖通信中,光電二極管可以接收光信號,并將其轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行后續(xù)的處理。在光電傳感器中,它可以檢測環(huán)境中的光照強(qiáng)度變化,如在自動窗簾控制系統(tǒng)中,光電二極管可以感知光線的強(qiáng)弱,從而控制窗簾的開合。肖特基二極管開關(guān)速度快,正向壓降小。江門SP720ABG二極管晶體管
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。STD2HNK60Z
二極管在信號處理電路中有著普遍而重要的應(yīng)用,它能夠?qū)π盘栠M(jìn)行多種方式的處理,滿足不同電路對信號的特殊要求。在限幅電路中,二極管發(fā)揮著關(guān)鍵作用。限幅電路用于限制信號的幅度,防止信號過大而損壞后續(xù)電路元件。例如,在音頻信號處理電路中,如果輸入的音頻信號幅度可能會超過功放電路的承受范圍,就可以使用二極管限幅電路。當(dāng)音頻信號電壓在正常范圍內(nèi)時,二極管處于截止?fàn)顟B(tài),信號正常通過。但當(dāng)信號電壓超過一定值時,二極管導(dǎo)通,將信號電壓限制在一個安全范圍內(nèi)。這種限幅功能可以通過不同的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),如串聯(lián)一個電阻和一個二極管,或者使用多個二極管組成的雙向限幅電路,從而對信號的正、負(fù)半周都進(jìn)行幅度限制。STD2HNK60Z