二極管是一種具有單向?qū)щ娦缘碾娮釉K饕砂雽?dǎo)體材料構(gòu)成,常見的有硅和鍺。在二極管的結(jié)構(gòu)中,包含一個 P - N 結(jié)。當(dāng)二極管正向偏置時,即 P 區(qū)接電源正極,N 區(qū)接電源負(fù)極,二極管呈現(xiàn)出低電阻狀態(tài),電流能夠順利通過;而當(dāng)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(yīng)用。例如,在電源電路中,二極管可以防止電流反向流動,保護(hù)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(jié)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。二極管的發(fā)明推動了電子技術(shù)發(fā)展,是電路世界的重要基石。PDZ15B封裝SOD323
利用二極管的單向?qū)щ娞匦钥梢栽谥骰芈分写?lián)一個二極管實現(xiàn)低成本且可靠的防反接功能。當(dāng)電源極性接反時二極管處于截止?fàn)顟B(tài)阻止電流通過從而保護(hù)電路中的其他元器件不受損壞。倍壓電路是一種利用二極管的單向?qū)щ娞匦詫崿F(xiàn)電源電壓倍增的電路。通過多個二極管和電容器的組合可以將較低的輸入電壓轉(zhuǎn)換為較高的輸出電壓滿足電路對高電壓的需求。倍壓電路廣泛應(yīng)用于高壓發(fā)生器、靜電除塵等領(lǐng)域。電壓鉗位電路是一種利用二極管將電路中的電壓限制在一定范圍內(nèi)的電路。當(dāng)電路中的電壓超過設(shè)定值時二極管會導(dǎo)通并將多余的電壓鉗制在二極管的正向?qū)妷夯蚍聪驌舸╇妷荷蠌亩Wo(hù)電路中的其他元器件不受過高電壓的損害。電壓鉗位電路廣泛應(yīng)用于各種保護(hù)電路中確保電路的安全可靠運行。BTS3134D其他被動元件深入了解二極管的工作原理,有助于更好地應(yīng)用它于實際電路中。
瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)是一種專門用于保護(hù)電路免受瞬態(tài)高電壓沖擊的器件。當(dāng)電路中出現(xiàn)瞬間的高電壓脈沖,如雷電感應(yīng)、靜電放電、電路開關(guān)瞬間產(chǎn)生的浪涌電壓等,TVS 能夠迅速響應(yīng),在極短時間內(nèi)進(jìn)入反向雪崩擊穿狀態(tài),將過高的電壓鉗位在安全值,吸收多余的能量,保護(hù)電路中的其他敏感元件免受損壞。在電子設(shè)備的接口電路,如 USB 接口、以太網(wǎng)接口等,以及電源輸入輸出端,常接入 TVS 二極管進(jìn)行防護(hù)。在汽車電子系統(tǒng)中,由于汽車運行環(huán)境復(fù)雜,存在各種電氣干擾和電壓瞬變,TVS 二極管廣泛應(yīng)用于汽車電子控制單元(ECU)、車載通信設(shè)備等的保護(hù),確保汽車電子設(shè)備在惡劣電氣環(huán)境下可靠運行。
太陽能電池中也用到了二極管的原理。太陽能電池的重點是 P - N 結(jié),當(dāng)太陽光照射到太陽能電池的半導(dǎo)體材料上時,光子激發(fā)產(chǎn)生電子 - 空穴對。在 P - N 結(jié)內(nèi)建電場的作用下,電子向 N 區(qū)移動,空穴向 P 區(qū)移動,從而在太陽能電池的兩端產(chǎn)生電勢差。為了防止太陽能電池在夜間或無光照條件下,蓄電池中的電流反向流入太陽能電池,通常會在太陽能電池的輸出端連接一個二極管,這個二極管起到了單向?qū)ǖ淖饔?,保護(hù)了太陽能電池和蓄電池。此外,在太陽能電池的陣列中,二極管還可以用于防止局部陰影等原因?qū)е碌碾娏鞣聪蛄鲃?,確保整個太陽能發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。二極管雖小,卻在電子世界里發(fā)揮著不可或缺的大作用。
硅是目前應(yīng)用非常普遍的二極管材料。硅二極管的正向電壓降通常在 0.6 - 0.7V 左右。雖然這個電壓降比鍺二極管高,但硅二極管的優(yōu)點非常突出。它的反向漏電流極小,能夠在較高的反向電壓下保持良好的截止特性。這使得硅二極管在大多數(shù)電子電路中成為優(yōu)先選擇,無論是在電源整流電路、數(shù)字電路中的信號處理還是在其他各種電子設(shè)備的電路中,硅二極管都能穩(wěn)定可靠地工作。比如在計算機的電源電路中,硅二極管可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為計算機內(nèi)部的各個元件提供穩(wěn)定的直流電源,同時有效防止反向電流對電路的損害。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。PTVS12VS1UR電子元器件一站式配單供應(yīng)
二極管還可用于穩(wěn)壓電路中,保持輸出電壓的穩(wěn)定。PDZ15B封裝SOD323
二極管依據(jù)功能可分為多種類型,每種類型都在電子電路中有著獨特的作用,為電路設(shè)計提供了豐富的功能模塊。整流二極管是非常常見的一種。它的主要功能是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。在電源電路中,無論是小型的電子設(shè)備電源,還是大型的工業(yè)電源系統(tǒng),整流二極管都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如,在一個簡單的半波整流電路中,利用一個整流二極管,當(dāng)交流電壓處于正半周時,二極管導(dǎo)通,電流通過負(fù)載;而當(dāng)交流電壓處于負(fù)半周時,二極管截止,負(fù)載上沒有電流通過。這樣,在負(fù)載兩端就得到了一個只有正半周的脈動直流電壓。在全波整流和橋式整流電路中,多個整流二極管相互配合,可以更有效地將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,提高整流效率,為后續(xù)的電子設(shè)備提供穩(wěn)定的直流電源。PDZ15B封裝SOD323