二極管按結(jié)構(gòu)可分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型。點(diǎn)接觸型二極管的 PN 結(jié)面積小,結(jié)電容低,適用于高頻信號(hào)檢波和小電流整流,如收音機(jī)中的信號(hào)處理;面接觸型二極管的 PN 結(jié)面積大,能承受較大電流與反向電壓,常用于電源整流電路;平面型二極管采用光刻、擴(kuò)散等半導(dǎo)體制造工藝,精度高、穩(wěn)定性好,是集成電路中常用的二極管類(lèi)型。制造過(guò)程中,通過(guò)摻雜技術(shù)在硅或鍺等本征半導(dǎo)體中引入雜質(zhì),形成 P 型和 N 型半導(dǎo)體;再經(jīng)晶圓切割、光刻、蝕刻、封裝等工序,將二極管制成適合不同應(yīng)用場(chǎng)景的形態(tài),其性能與制造工藝的精度密切相關(guān)。整流二極管憑借單向?qū)щ娞匦裕蓪⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電,為電源適配器提供穩(wěn)定的直流輸出。BC847ALT1G
激光二極管的發(fā)光基于受激輻射原理。在其內(nèi)部的有源區(qū),通過(guò)注入電流形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布,當(dāng)外界光子激發(fā)時(shí),產(chǎn)生受激輻射,輸出高亮度、高方向性的激光束。在光通信領(lǐng)域,激光二極管作為光源,將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),通過(guò)光纖進(jìn)行高速、長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)傳輸。其高調(diào)制速率和低功耗特性,滿(mǎn)足了現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)大容量、高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?,是光纖通信系統(tǒng)的重要器件之一。在激光加工領(lǐng)域,激光二極管發(fā)出的高能量激光束可用于材料切割、焊接、打孔等加工工藝。例如在汽車(chē)制造中,用于車(chē)身零部件的焊接;在電子制造中,用于電路板的微孔加工,憑借其高精度、高效率的加工優(yōu)勢(shì),推動(dòng)了制造業(yè)的技術(shù)升級(jí)。BC848B二極管的小型化和集成化是電子元件發(fā)展的重要趨勢(shì)。
肖特基二極管是一種基于金屬 - 半導(dǎo)體結(jié)的二極管,與普通 PN 結(jié)二極管相比,具有正向壓降小(約 0.3 - 0.5V)、反向恢復(fù)時(shí)間極短(幾乎為零)、開(kāi)關(guān)速度快等明顯優(yōu)勢(shì)。這些特性使其在高頻電路中表現(xiàn)出色,如在開(kāi)關(guān)電源的同步整流電路中,肖特基二極管可降低導(dǎo)通損耗,提高電源轉(zhuǎn)換效率;在高頻逆變器、DC - DC 轉(zhuǎn)換器中,快速的開(kāi)關(guān)特性減少了電路的能量損耗和電磁干擾。此外,肖特基二極管的低正向壓降也適用于低壓大電流的應(yīng)用場(chǎng)景,如鋰電池保護(hù)電路。但肖特基二極管的反向耐壓一般較低,通常在 100V 以下,在選型時(shí)需根據(jù)電路的實(shí)際需求,權(quán)衡其性能優(yōu)勢(shì)與耐壓限制,充分發(fā)揮其在高頻、低壓電路中的作用。
太陽(yáng)能二極管,也稱(chēng)為光伏二極管,其工作原理基于光電效應(yīng)。當(dāng)太陽(yáng)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(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中,大量的光伏二極管組成光伏板,將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電,為各類(lèi)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(lái)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。二極管雖小,但它在現(xiàn)代電子設(shè)備中發(fā)揮著巨大作用。
全波整流電路則需要兩個(gè)二極管和一個(gè)中心抽頭的變壓器。在這種電路中,當(dāng)交流電壓輸入變壓器后,變壓器的次級(jí)繞組產(chǎn)生兩個(gè)大小相等、方向相反的交流電壓。在正半周,一個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過(guò)該二極管和負(fù)載;在負(fù)半周,另一個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過(guò)另一個(gè)二極管和負(fù)載。這樣,無(wú)論交流電壓是正半周還是負(fù)半周,負(fù)載上都有電流通過(guò),得到的直流電壓脈動(dòng)頻率是交流輸入電壓頻率的兩倍,提高了整流效率,相較于半波整流,全波整流能夠更好地利用交流電,為負(fù)載提供更穩(wěn)定的直流電源。這種電路在一些早期的電子管收音機(jī)等設(shè)備中較為常見(jiàn)。二極管的工作溫度范圍對(duì)其性能和使用壽命有重要影響。S1MSWFM-7
深入了解二極管的工作原理,有助于更好地應(yīng)用它于實(shí)際電路中。BC847ALT1G
LED的特性使其具有諸多優(yōu)勢(shì)。首先是它的高亮度。與傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈相比,LED在相同的電能消耗下能夠產(chǎn)生更高的亮度。這是因?yàn)長(zhǎng)ED的發(fā)光效率更高,它將電能轉(zhuǎn)化為光能的比例更大。例如,在照明領(lǐng)域,一個(gè)幾瓦的LED燈泡可以產(chǎn)生與幾十瓦的白熾燈相當(dāng)?shù)牧炼?,?jié)省了能源。其次,LED的壽命極長(zhǎng)。一般來(lái)說(shuō),LED的使用壽命可以達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)甚至更長(zhǎng)。這是由于LED的發(fā)光原理決定的,它沒(méi)有傳統(tǒng)燈絲那樣容易燒斷的問(wèn)題,也沒(méi)有熒光燈中的熒光粉老化等問(wèn)題。在長(zhǎng)期使用過(guò)程中,LED的亮度衰減相對(duì)緩慢,這使得它在需要長(zhǎng)期穩(wěn)定照明的場(chǎng)合,如路燈、建筑物照明等應(yīng)用中表現(xiàn)出色。BC847ALT1G