二極管在信號(hào)處理電路中有著普遍而重要的應(yīng)用,它能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行多種方式的處理,滿足不同電路對(duì)信號(hào)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(hào)的幅度,防止信號(hào)過大而損壞后續(xù)電路元件。例如,在音頻信號(hào)處理電路中,如果輸入的音頻信號(hào)幅度可能會(huì)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(hào)電壓在正常范圍內(nèi)時(shí),二極管處于截止?fàn)顟B(tài),信號(hào)正常通過。但當(dāng)信號(hào)電壓超過一定值時(shí),二極管導(dǎo)通,將信號(hào)電壓限制在一個(gè)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(gè)電阻和一個(gè)二極管,或者使用多個(gè)二極管組成的雙向限幅電路,從而對(duì)信號(hào)的正、負(fù)半周都進(jìn)行幅度限制。二極管的發(fā)展歷史見證了半導(dǎo)體技術(shù)的飛速進(jìn)步。BAV74,235 貼片三極管SOT-23
發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)換為光能的半導(dǎo)體器件,工作時(shí)正向電流通過 PN 結(jié),電子與空穴復(fù)合釋放能量,以光子形式發(fā)出光線。LED 具有發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、體積小、環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn)。其發(fā)光顏色由半導(dǎo)體材料和摻雜元素決定,涵蓋紅、綠、藍(lán)等可見光及紅外光波段。在照明領(lǐng)域,LED 已逐步取代傳統(tǒng)白熾燈和熒光燈,通過將多個(gè) LED 芯片組合成燈珠、燈帶或燈具,可實(shí)現(xiàn)不同亮度和色溫的照明效果。此外,LED 還廣泛應(yīng)用于顯示屏、指示燈、汽車照明等場(chǎng)景,其驅(qū)動(dòng)電路需根據(jù) LED 的伏安特性設(shè)計(jì),確保穩(wěn)定發(fā)光,同時(shí)通過 PWM 調(diào)光技術(shù)調(diào)節(jié)亮度,滿足多樣化的應(yīng)用需求。74ALVT162245DL變?nèi)荻O管用于電子調(diào)諧、頻率變換等,是通信領(lǐng)域的好幫手。
二極管的反向特性曲線反映了二極管在反向偏置時(shí)的電流與電壓的關(guān)系。在反向偏置的情況下,二極管中只有少數(shù)載流子形成的微弱反向電流。當(dāng)反向電壓較小時(shí),反向電流幾乎保持不變,這個(gè)電流稱為反向飽和電流。隨著反向電壓的繼續(xù)增加,當(dāng)反向電壓達(dá)到二極管的擊穿電壓時(shí),二極管的反向電流會(huì)急劇增加。如果不加以限制,過大的反向電流會(huì)導(dǎo)致二極管損壞。不過,在穩(wěn)壓二極管中,正是利用了這種反向擊穿特性來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。通過對(duì)反向特性曲線的分析,可以了解二極管的反向耐壓能力和擊穿特性。
在正常使用的電流范圍內(nèi)導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變這個(gè)電壓稱為二極管的正向?qū)妷?。不同類型的二極管其正向?qū)妷阂灿兴煌绻瓒O管一般為0.6-0.7V而鍺二極管則較低約為0.3V。當(dāng)二極管承受反向電壓時(shí)如果反向電壓不超過一定限度(即反向擊穿電壓)則二極管幾乎不導(dǎo)通電流處于截止?fàn)顟B(tài)。這種反向截止特性是二極管能夠單向?qū)щ姷闹匾蛑弧.?dāng)反向電壓超過二極管的反向擊穿電壓時(shí)二極管會(huì)發(fā)生反向擊穿現(xiàn)象此時(shí)二極管由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)電流迅速增大。然而需要注意的是反向擊穿可能是破壞性的因此需要合理設(shè)計(jì)電路以避免二極管發(fā)生破壞性擊穿。二極管的正向電阻遠(yuǎn)小于反向電阻,這是其單向?qū)щ娦缘幕A(chǔ)。
反向耐壓是二極管的另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。它指的是二極管在反向偏置狀態(tài)下能夠承受的最大電壓值。當(dāng)反向電壓超過這個(gè)值時(shí),二極管可能會(huì)發(fā)生擊穿。不同類型的二極管具有不同的反向耐壓能力。例如,普通的小功率二極管的反向耐壓可能只有幾十伏,而高壓二極管的反向耐壓可以達(dá)到數(shù)千伏甚至更高。在設(shè)計(jì)電路時(shí),尤其是在涉及到高電壓的場(chǎng)合,必須充分考慮二極管的反向耐壓,選擇具有足夠反向耐壓能力的二極管,以防止二極管被擊穿而導(dǎo)致電路故障。二極管的重要部分是PN結(jié),它決定了二極管的導(dǎo)電特性。PDTA113ZT帶阻三極管SOT-23
二極管導(dǎo)通時(shí),電流主要從正極流向負(fù)極,表現(xiàn)出較低的電阻。BAV74,235 貼片三極管SOT-23
太陽能二極管,也稱為光伏二極管,其工作原理基于光電效應(yīng)。當(dāng)太陽光照射到光伏二極管的 PN 結(jié)時(shí),光子能量被吸收,產(chǎn)生電子 - 空穴對(duì)。在 PN 結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的作用下,電子和空穴分別向 N 區(qū)和 P 區(qū)移動(dòng),從而在 PN 結(jié)兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),實(shí)現(xiàn)光能到電能的轉(zhuǎn)換。在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中,大量的光伏二極管組成光伏板,將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電,為各類用電設(shè)備供電。這種可再生能源利用方式具有清潔、環(huán)保、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,光伏二極管的光電轉(zhuǎn)換效率不斷提高,成本逐漸降低,在全球能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中占據(jù)越來越重要的地位,為緩解能源危機(jī)和應(yīng)對(duì)氣候變化提供了有力支持。BAV74,235 貼片三極管SOT-23