整流電路是二極管最常見的應用領域之一。在交流 - 直流轉換過程中,二極管發(fā)揮著關鍵作用。在簡單的半波整流電路中,當交流電源處于正半周時,二極管正向導通,電流通過負載電阻,在負載兩端產生一個正向的電壓;當交流電源處于負半周時,二極管反向截止,負載中沒有電流通過。這樣,在負載電阻兩端就得到了一個單向脈動的直流電壓。全波整流電路則利用了兩個二極管,將交流電源的正負半周分別進行整流,得到的直流電壓脈動更小。而橋式整流電路使用四個二極管,它可以在不改變輸入交流電源的情況下,更高效地將交流轉換為直流。通過這些整流電路,能夠將不穩(wěn)定的交流電源轉換為相對穩(wěn)定的直流電源,為電子設備提供穩(wěn)定的電力供應。在照明領域,二極管以其高效節(jié)能的特性,逐漸取代了傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈。BC858B 貼片三極管
發(fā)光二極管(LED)是一種特殊的二極管。它的發(fā)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(qū)注入到 P 區(qū),空穴從 P 區(qū)注入到 N 區(qū),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(fā)射出來,從而產生光。LED 具有許多優(yōu)勢。首先,它具有很高的能效,相比傳統(tǒng)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(shù)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(fā)出多種顏色的光,通過調整半導體材料的成分,可以實現(xiàn)從紅外光到可見光再到紫外光的不同波長的光發(fā)射。STW34N65M5二極管在不同的工作狀態(tài)下,可以展現(xiàn)出不同的電學特性,滿足不同的電路需求。
摻雜工藝:摻雜是為了在硅中引入特定的雜質,形成P型或N型半導體。在制造P型半導體時,通常采用硼等三價元素作為雜質進行摻雜。這可以通過離子注入或擴散等方法實現(xiàn)。離子注入是將硼離子加速后注入到硅片中,其優(yōu)點是可以精確控制雜質的濃度和深度;擴散法則是將硅片置于含有硼雜質的氣體環(huán)境中,在高溫下使雜質擴散到硅片中。制造N型半導體則使用磷等五價元素進行類似的摻雜操作。在形成P型和N型半導體之后,就是PN結的制造。這通常通過光刻和蝕刻等工藝來實現(xiàn)。光刻工藝就像在硅片上進行精確的繪畫,利用光刻膠和紫外線曝光等技術,在硅片上定義出需要形成PN結的區(qū)域。然后通過蝕刻工藝,去除不需要的半導體材料,精確地形成PN結。這個過程需要極高的精度,因為PN結的質量直接影響二極管的性能,如正向導通特性和反向截止特性。
整流橋堆是將多個二極管按照一定的電路連接方式組合在一起,實現(xiàn)交流電到直流電的全波整流功能。常見的整流橋堆有由四個二極管組成的單相全波整流橋和由六個二極管組成的三相全波整流橋。以單相全波整流橋為例,在交流電的正半周,兩個二極管導通,電流按一定路徑流過負載;在負半周,另外兩個二極管導通,電流方向不變,持續(xù)流過負載,從而將交流電轉換為較平滑的直流電。在各種電子設備的電源電路中,整流橋堆廣泛應用,為設備提供穩(wěn)定的直流電源,相較于單個二極管組成的整流電路,整流橋堆具有更高的整流效率和更穩(wěn)定的輸出特性,滿足了電子設備對電源質量的要求。在電路中,二極管常被用作整流器,將交流電轉換為直流電。
發(fā)光二極管(LED)作為一種特殊的二極管,其獨特的發(fā)光原理和優(yōu)良的特性使其在現(xiàn)代照明和顯示領域占據了重要地位。從發(fā)光原理來看,LED是基于半導體材料的電子與空穴復合發(fā)光機制。當在LED兩端施加正向電壓時,P型半導體中的空穴和N型半導體中的電子在電場的作用下向PN結移動。在PN結附近,電子和空穴相遇并復合。在這個復合過程中,電子從高能級躍遷到低能級,根據能量守恒定律,多余的能量以光子的形式釋放出來,從而產生光。不同的半導體材料和摻雜方式決定了所發(fā)射光的波長,也就是光的顏色。例如,使用氮化鎵(GaN)材料制造的LED可以發(fā)出藍光,而通過在氮化鎵中摻雜不同的雜質,還可以獲得綠光、紫光等不同顏色的光。在數(shù)字電路中,二極管常被用作邏輯門的基本組件,實現(xiàn)信號的邏輯運算。STPS20SM80CFP
穩(wěn)壓二極管能在反向擊穿狀態(tài)下保持穩(wěn)定電壓,常用于電路的電壓調節(jié)與保護,確保電子設備穩(wěn)定運行。BC858B 貼片三極管
在功率放大器中,二極管扮演著保護晶體管、限制電流的重要角色。當電流過大時,二極管會導通并提供一條安全的電流路徑,防止晶體管被燒毀。同時,二極管還可以作為限流器使用,通過限制電流來達到穩(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,二極管利用其單向導電特性實現(xiàn)信號的整流和穩(wěn)壓作用。當交流信號輸入到濾波器中時,二極管將正負半周的信號分別變?yōu)閱蜗驅ǖ碾娏鬏敵?;同時,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。BC858B 貼片三極管