光電二極管作為一種能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的特殊二極管,在光通信、光電檢測(cè)等領(lǐng)域有著至關(guān)重要的應(yīng)用,其工作原理基于半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光電二極管的工作原理是內(nèi)光電效應(yīng)。當(dāng)光照射到光電二極管的PN結(jié)時(shí),如果光子的能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度,光子就會(huì)被吸收,從而在PN結(jié)附近產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。在PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的作用下,這些電子和空穴會(huì)被分離,電子向N區(qū)移動(dòng),空穴向P區(qū)移動(dòng),這樣就會(huì)在PN結(jié)兩端產(chǎn)生一個(gè)光生電動(dòng)勢(shì)。如果光電二極管外接電路,就會(huì)有光電流產(chǎn)生。例如,在可見光范圍內(nèi),當(dāng)波長合適的光照射到硅光電二極管上時(shí),就會(huì)引發(fā)這種光電效應(yīng),產(chǎn)生與光強(qiáng)度相關(guān)的電流。變?nèi)荻O管的結(jié)電容隨反向電壓變化而改變,常用于無線電調(diào)諧電路,實(shí)現(xiàn)頻道頻率的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。74LVCH1T45GS
發(fā)光二極管(LED)的工作原理基于半導(dǎo)體的電致發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng) LED 的 PN 結(jié)正向?qū)〞r(shí),注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合,多余的能量以光的形式釋放出來。不同材料的 LED 可發(fā)出不同顏色的光,如常見的氮化鎵基 LED 可發(fā)藍(lán)光,通過與熒光粉組合還能實(shí)現(xiàn)白光照明。在照明領(lǐng)域,LED 憑借其節(jié)能、長壽命、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì),已普遍取代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈,用于室內(nèi)外照明、汽車大燈等場(chǎng)景。在顯示領(lǐng)域,LED 顯示屏以其高亮度、高對(duì)比度、廣視角等特性,在廣告牌、電子看板、電視屏幕等方面得到大量應(yīng)用,成為信息展示的重要載體。BZX384-A56-QX二極管反向偏置時(shí),幾乎無電流通過。
肖特基二極管與普通二極管不同,它是由金屬與半導(dǎo)體接觸形成的。其明顯特點(diǎn)是正向?qū)▔航敌?,一般?0.2 - 0.4V 之間,且開關(guān)速度快,反向恢復(fù)時(shí)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(guān)電源的整流環(huán)節(jié),由于其低導(dǎo)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(yīng)高頻信號(hào),實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速處理和轉(zhuǎn)換,滿足現(xiàn)代通信技術(shù)對(duì)高速、高效器件的需求,為高頻電子設(shè)備的小型化、高性能化提供了有力支持。
對(duì)二極管進(jìn)行測(cè)試可以確保其質(zhì)量和性能。常用的測(cè)試方法有萬用表測(cè)試法。將萬用表設(shè)置為二極管測(cè)試檔,將紅表筆和黑表筆分別接觸二極管的兩端。當(dāng)二極管正向?qū)〞r(shí),萬用表會(huì)顯示一個(gè)較小的正向壓降值,對(duì)于硅二極管,這個(gè)值大約在 0.5 - 0.7V 之間,對(duì)于鍺二極管,這個(gè)值大約在 0.1 - 0.3V 之間。當(dāng)二極管反向截止時(shí),萬用表顯示的數(shù)值非常大,通常超過幾百兆歐。除了萬用表測(cè)試外,還可以使用專門的二極管測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試,這種測(cè)試儀可以更精確地測(cè)量二極管的各項(xiàng)參數(shù),如正向特性、反向特性、擊穿電壓等。發(fā)光二極管(LED)通電后能發(fā)光,按波長不同呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)等多種顏色。
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(hào)下快速響應(yīng),實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速整流、調(diào)制等功能,滿足高速通信和高精度探測(cè)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(jì)要求。光電二極管,它是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)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(hào),并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行后續(xù)的處理。在光電傳感器中,它可以檢測(cè)環(huán)境中的光照強(qiáng)度變化,如在自動(dòng)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。光電二極管能將光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào),可用于光通信、煙霧報(bào)警器等設(shè)備。BYT30P600
硅二極管正向?qū)妷焊哂阪N二極管,穩(wěn)定性更強(qiáng),工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用更廣。74LVCH1T45GS
二極管在整流電路中的應(yīng)用非常普遍。整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電。在交流電的正半周期內(nèi),二極管導(dǎo)通,允許電流通過;在負(fù)半周期內(nèi),二極管截止,阻止電流通過。這樣,交流電就被轉(zhuǎn)換成了單向的脈動(dòng)直流電。二極管在正向電壓作用下電阻很小,處于導(dǎo)通狀態(tài),相當(dāng)于一只接通的開關(guān);在反向電壓作用下,電阻很大,處于截止?fàn)顟B(tài),如同一只斷開的開關(guān)。利用二極管的這種開關(guān)特性,可以組成各種邏輯電路,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換和處理。74LVCH1T45GS