二極管是電子電路中的基礎(chǔ)元件之一,由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成,具有單向?qū)щ娦?。?dāng)正向電壓施加于二極管時(shí),它允許電流通過(guò);而當(dāng)反向電壓施加時(shí),則阻止電流通過(guò)。這種特性使得二極管在整流、開(kāi)關(guān)、限流等多種電路中發(fā)揮重要作用。二極管種類(lèi)繁多,按照所用半導(dǎo)體材料可分為硅二極管和鍺二極管。硅二極管的正向壓降一般為0.6-0.7V,而鍺二極管的正向壓降較低,約為0.3V。此外,根據(jù)用途不同,二極管還可分為整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管、發(fā)光二極管等,每種二極管都有其特定的應(yīng)用場(chǎng)景和性能特點(diǎn)。當(dāng)二極管反向偏置時(shí),即正極接低電位,負(fù)極接高電位,二極管截止,電流很小。PMSTA42,115 SOT-323
恒流二極管具有在一定電壓范圍內(nèi)輸出恒定電流的特性。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制使得通過(guò)它的電流基本不隨外加電壓的變化而改變。在一些對(duì)電流穩(wěn)定性要求較高的電路中,恒流二極管發(fā)揮著重要作用。例如在 LED 驅(qū)動(dòng)電路中,由于 LED 的發(fā)光亮度與通過(guò)的電流密切相關(guān),使用恒流二極管可為 LED 提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電流,確保 LED 發(fā)光亮度均勻、穩(wěn)定,避免因電流波動(dòng)導(dǎo)致 LED 亮度變化或壽命縮短。在一些傳感器電路中,恒流二極管也用于為傳感器提供穩(wěn)定的工作電流,保證傳感器輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性,在需要精確控制電流的電路中是不可或缺的器件。BAS16L,315 開(kāi)關(guān)二極管發(fā)光二極管(LED)通過(guò)注入電流發(fā)光,色彩鮮艷、能耗低,廣泛應(yīng)用于照明、顯示屏背光源等領(lǐng)域。
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)。
二極管陣列是將多個(gè)二極管集成在一個(gè)芯片上,形成具有特定功能的器件。這些二極管可以單獨(dú)工作,也可以根據(jù)電路設(shè)計(jì)協(xié)同工作。二極管陣列具有體積小、一致性好、便于安裝和電路設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)。在圖像傳感器中,二極管陣列可作為像素單元,將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),通過(guò)對(duì)每個(gè)二極管輸出信號(hào)的處理,實(shí)現(xiàn)圖像的采集和成像。在一些通信電路中,二極管陣列用于信號(hào)的多路復(fù)用和解復(fù)用,提高通信系統(tǒng)的傳輸效率。在電子測(cè)試設(shè)備中,二極管陣列可用于模擬不同的電路狀態(tài),進(jìn)行電路性能測(cè)試和故障診斷,在現(xiàn)代電子系統(tǒng)的小型化、集成化設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要作用。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)。
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(wàn)用表測(cè)試法。將萬(wàn)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(wàn)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(wàn)用表顯示的數(shù)值非常大,通常超過(guò)幾百兆歐。除了萬(wàn)用表測(cè)試外,還可以使用專門(mén)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。二極管按材料可分為硅管和鍺管,二者在性能上略有差異。NZX3V3A
二極管具有單向?qū)щ娦?,是整流、開(kāi)關(guān)電路的關(guān)鍵。PMSTA42,115 SOT-323
PIN 二極管由 P 型半導(dǎo)體、本征半導(dǎo)體(I 層)和 N 型半導(dǎo)體組成,其 I 層較厚。這種特殊結(jié)構(gòu)使 PIN 二極管在正向偏置時(shí),呈現(xiàn)低電阻狀態(tài),類(lèi)似于導(dǎo)通的開(kāi)關(guān);在反向偏置時(shí),呈現(xiàn)高電阻狀態(tài),類(lèi)似于斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。在射頻(RF)電路中,PIN 二極管常被用作射頻開(kāi)關(guān)。例如在手機(jī)的天線切換電路中,通過(guò)控制 PIN 二極管的導(dǎo)通和截止,實(shí)現(xiàn)不同頻段天線的切換,使手機(jī)能夠在不同通信環(huán)境下穩(wěn)定接收和發(fā)送信號(hào)。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(hào)切換,確保射頻電路在不同工作狀態(tài)下的高效運(yùn)行,是實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)靈活處理和控制的關(guān)鍵器件。PMSTA42,115 SOT-323