二極管是現代電子學中一種極為重要的基礎元件,它的結構和原理構成了其在電路中獨特功能的基石。從結構上看,二極管主要由P型半導體和N型半導體組成。P型半導體含有較多的空穴,而N型半導體則有較多的電子。當這兩種半導體緊密結合在一起時,在它們的交界面就會形成一個特殊的區域,叫做PN結。這個PN結是二極管能夠實現單向導電性的關鍵所在。從原理層面來說,當二極管兩端施加正向電壓時,即 P 型端接電源正極,N 型端接電源負極,此時外電場方向與內電場方向相反。在這個電壓的作用下,P 區的空穴和 N 區的電子都向 PN 結移動,使得 PN 結變窄,形成較大的電流,二極管處于導通狀態。例如,在一個簡單的直流電源供電的電路中,如果串聯一個二極管和一個電阻,當電源極性正確時,電路中有電流通過,電阻上會有電壓降,這可以通過示波器觀察到電壓和電流的變化情況。二極管的正向電壓降是評價其性能的重要指標之一。PDZ27BF
雙向觸發二極管是一種具有對稱結構的二極管,無論其兩端加正向電壓還是反向電壓,當電壓達到一定值(轉折電壓)時,二極管都會導通。在觸發電路中,雙向觸發二極管常用于晶閘管(可控硅)的觸發控制。例如在交流調光電路中,通過控制雙向觸發二極管的導通時刻,進而控制晶閘管的導通角,實現對交流電壓的調節,從而達到調節燈光亮度的目的。在一些電機調速電路、功率控制電路中,雙向觸發二極管也發揮著類似的作用,通過精確控制電路的觸發時刻,實現對電路功率的調節和設備的穩定運行,是實現電路靈活控制的重要器件之一。PDTC143ZT,235 帶阻三極管二極管在不同的工作狀態下,可以展現出不同的電學特性,滿足不同的電路需求。
二極管的封裝形式多種多樣,主要是為了適應不同的應用環境和安裝方式。常見的封裝形式有直插式和貼片式。直插式二極管通常具有兩個引腳,一個引腳連接 P 區,一個引腳連接 N 區,這種封裝形式便于手工焊接和在傳統的印刷電路板(PCB)上進行安裝。直插式封裝的二極管體積相對較大,但在一些對可靠性要求較高、電流較大的場合應用普遍。貼片式二極管則是為了適應現代電子產品小型化、集成化的需求而發展起來的。貼片式二極管的體積小巧,可以直接貼裝在 PCB 板的表面,節省了電路板的空間,提高了電路板的集成度。除了這兩種常見的封裝形式外,還有一些特殊的封裝形式,如功率封裝,用于高功率二極管,這種封裝形式具有良好的散熱性能,確保二極管在大功率工作時的可靠性。
發光二極管(LED)是一種特殊的二極管。它的發光原理基于半導體材料的電子 - 空穴復合過程。當在 LED 兩端施加正向電壓時,電子從 N 區注入到 P 區,空穴從 P 區注入到 N 區,在 P - N 結附近,電子和空穴復合,釋放出能量,其中一部分能量以光子的形式發射出來,從而產生光。LED 具有許多優勢。首先,它具有很高的能效,相比傳統的白熾燈泡,LED 可以將更多的電能轉化為光能,消耗的電能更少。其次,LED 的壽命非常長,可以達到數萬小時甚至更長,減少了更換燈泡的頻率。再者,LED 的響應速度快,非常適合用于需要快速開關的場合,如交通信號燈等。此外,LED 可以發出多種顏色的光,通過調整半導體材料的成分,可以實現從紅外光到可見光再到紫外光的不同波長的光發射。二極管雖小,卻在電子世界里發揮著不可或缺的大作用。
肖特基二極管是基于金屬 - 半導體接觸形成的二極管。它具有幾個明顯的特點。首先,肖特基二極管的正向導通電壓較低,通常比普通硅二極管的導通電壓低 0.2 - 0.3V 左右。這使得它在低電壓、大電流的場合具有優勢,可以降低電路的功耗。其次,肖特基二極管的開關速度非???,這是因為它沒有普通二極管中的少數載流子存儲效應。在高頻電路中,如射頻電路和高速數字電路中,肖特基二極管能夠快速地導通和截止,減少信號的失真和損耗。此外,肖特基二極管的反向恢復時間極短,這使得它在開關電源等需要頻繁開關的電路中表現出色。不過,肖特基二極管的反向耐壓能力相對較低,這在一定程度上限制了它的應用范圍。二極管的重要部分是PN結,它決定了二極管的導電特性。BUK761R6-40E SOT404A
二極管按材料可分為硅管和鍺管,二者在性能上略有差異。PDZ27BF
PIN 二極管由 P 型半導體、本征半導體(I 層)和 N 型半導體組成,其 I 層較厚。這種特殊結構使 PIN 二極管在正向偏置時,呈現低電阻狀態,類似于導通的開關;在反向偏置時,呈現高電阻狀態,類似于斷開的開關。在射頻(RF)電路中,PIN 二極管常被用作射頻開關。例如在手機的天線切換電路中,通過控制 PIN 二極管的導通和截止,實現不同頻段天線的切換,使手機能夠在不同通信環境下穩定接收和發送信號。在射頻功率放大器的電路中,PIN 二極管也可用于功率控制和信號切換,確保射頻電路在不同工作狀態下的高效運行,是實現射頻信號靈活處理和控制的關鍵器件。PDZ27BF