隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、量子計(jì)算等新興技術(shù)的快速發(fā)展,二極管有望在這些領(lǐng)域展現(xiàn)新的應(yīng)用潛力。在人工智能的邊緣計(jì)算設(shè)備中,低功耗、高性能的二極管可用于信號(hào)處理和數(shù)據(jù)傳輸,為設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)算提供支持。在物聯(lián)網(wǎng)的傳感器節(jié)點(diǎn)中,各種特殊功能的二極管,如磁敏二極管、熱敏二極管等,可作為感知外界環(huán)境信息的關(guān)鍵元件,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、磁場(chǎng)、壓力等多種物理量的精確監(jiān)測(cè)。在量子計(jì)算領(lǐng)域,二極管可能在量子比特的控制和量子信號(hào)的處理方面發(fā)揮作用,盡管目前相關(guān)研究尚處于探索階段,但二極管憑借其獨(dú)特的電學(xué)特性,有望為新興技術(shù)的突破和發(fā)展貢獻(xiàn)力量,開啟電子器件應(yīng)用的新篇章。對(duì)于初學(xué)者來說,理解二極管的基本原理和工作方式,是深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)的關(guān)鍵一步。浙江BAV99,235二極管整流器
在功率放大器中,二極管扮演著保護(hù)晶體管、限制電流的重要角色。當(dāng)電流過大時(shí),二極管會(huì)導(dǎo)通并提供一條安全的電流路徑,防止晶體管被燒毀。同時(shí),二極管還可以作為限流器使用,通過限制電流來達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。濾波器是電源中不可或缺的重要部件之一。在濾波器中,二極管利用其單向?qū)щ娞匦詫?shí)現(xiàn)信號(hào)的整流和穩(wěn)壓作用。當(dāng)交流信號(hào)輸入到濾波器中時(shí),二極管將正負(fù)半周的信號(hào)分別變?yōu)閱蜗驅(qū)ǖ碾娏鬏敵?;同時(shí),在反向電壓下二極管還可以起到穩(wěn)壓作用,確保電源輸出的穩(wěn)定性和可靠性。STP35NF10 其他被動(dòng)元件二極管在整流電路中扮演關(guān)鍵角色,將交流電變?yōu)橹绷麟姟?/p>
光電二極管是一種能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件,其工作原理基于內(nèi)光電效應(yīng)。當(dāng)光線照射到光電二極管的 PN 結(jié)時(shí),光子能量激發(fā)電子 - 空穴對(duì),在電場(chǎng)作用下形成光電流。光電二極管通常工作在反向偏置狀態(tài),此時(shí)光電流與光照強(qiáng)度成正比,線性度好,響應(yīng)速度快。在光通信系統(tǒng)中,光電二極管用于接收光纖傳輸?shù)墓庑盘?hào),將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后進(jìn)行放大和解調(diào);在光電傳感器中,通過檢測(cè)光電流的變化,可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的位置、距離、顏色等參數(shù)的測(cè)量,如自動(dòng)感應(yīng)門利用光電二極管檢測(cè)人體反射的紅外光,觸發(fā)開門動(dòng)作。此外,雪崩光電二極管(APD)通過雪崩倍增效應(yīng),可進(jìn)一步提高光信號(hào)檢測(cè)的靈敏度,適用于遠(yuǎn)距離、弱光信號(hào)的檢測(cè)場(chǎng)景。
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(gè)電壓降比鍺二極管高,但硅二極管的優(yōu)點(diǎn)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(hào)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)內(nèi)部的各個(gè)元件提供穩(wěn)定的直流電源,同時(shí)有效防止反向電流對(duì)電路的損害。發(fā)光二極管能將電能轉(zhuǎn)化為光能,照亮我們的生活。
二極管是一種具有單向?qū)щ娞匦缘陌雽?dǎo)體器件,由一個(gè) PN 結(jié)、電極引線和外殼封裝而成。PN 結(jié)是其重要結(jié)構(gòu),P 型半導(dǎo)體一側(cè)帶正電,富含空穴;N 型半導(dǎo)體一側(cè)帶負(fù)電,含有大量自由電子。當(dāng)二極管兩端施加正向電壓(陽極接正,陰極接負(fù))且超過其導(dǎo)通閾值(硅管約 0.7V,鍺管約 0.3V)時(shí),PN 結(jié)變窄,載流子擴(kuò)散形成正向電流,此時(shí)二極管處于導(dǎo)通狀態(tài);而施加反向電壓時(shí),PN 結(jié)變寬,只存在微弱的反向飽和電流,二極管截止。這種單向?qū)щ娞匦允苟O管能夠?qū)崿F(xiàn)整流、限幅、穩(wěn)壓等功能,廣泛應(yīng)用于各類電子電路中,如同電路中的 “單向閥門”,控制電流的流向與大小。光電二極管可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),在光纖通信、紅外遙控器等設(shè)備中實(shí)現(xiàn)光與電的信號(hào)轉(zhuǎn)換。PTVS11VP1UTP
二極管具有單向?qū)щ娦?,是整流、開關(guān)電路的關(guān)鍵。浙江BAV99,235二極管整流器
發(fā)光二極管(LED)的工作原理基于半導(dǎo)體的電致發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng) LED 的 PN 結(jié)正向?qū)〞r(shí),注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合,多余的能量以光的形式釋放出來。不同材料的 LED 可發(fā)出不同顏色的光,如常見的氮化鎵基 LED 可發(fā)藍(lán)光,通過與熒光粉組合還能實(shí)現(xiàn)白光照明。在照明領(lǐng)域,LED 憑借其節(jié)能、長(zhǎng)壽命、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì),已普遍取代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈,用于室內(nèi)外照明、汽車大燈等場(chǎng)景。在顯示領(lǐng)域,LED 顯示屏以其高亮度、高對(duì)比度、廣視角等特性,在廣告牌、電子看板、電視屏幕等方面得到大量應(yīng)用,成為信息展示的重要載體。浙江BAV99,235二極管整流器