普通整流二極管是電子電路中最常見的類型,主要用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。在單相半波整流電路中,單個二極管利用其單向?qū)щ娦裕辉试S交流電的半個周期通過,實現(xiàn)整流;全波整流和橋式整流電路則通過多個二極管的組合,利用交流電的正負半周,輸出更平滑的直流電壓。設(shè)計整流電路時,需根據(jù)負載需求計算二極管的參數(shù),如選擇合適的較大整流電流和最高反向工作電壓,同時考慮散熱問題,為大功率二極管加裝散熱片。此外,整流后的直流電壓通常需搭配濾波電容進一步平滑,以滿足后級電路對電源質(zhì)量的要求,普通整流二極管是構(gòu)建電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件。光電二極管可將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,是光通信的關(guān)鍵元件。STP4NK50ZFP
二極管陣列是將多個二極管集成在一個芯片上,形成具有特定功能的器件。這些二極管可以單獨工作,也可以根據(jù)電路設(shè)計協(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)計等優(yōu)點。在圖像傳感器中,二極管陣列可作為像素單元,將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,通過對每個二極管輸出信號的處理,實現(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。在電子測試設(shè)備中,二極管陣列可用于模擬不同的電路狀態(tài),進行電路性能測試和故障診斷,在現(xiàn)代電子系統(tǒng)的小型化、集成化設(shè)計中發(fā)揮著重要作用。上海BAV99,235二極管達林頓晶體管二極管在電路中能夠穩(wěn)定電壓,防止電壓波動對設(shè)備造成損害。
二極管是現(xiàn)代電子學(xué)中一種極為重要的基礎(chǔ)元件,它的結(jié)構(gòu)和原理構(gòu)成了其在電路中獨特功能的基石。從結(jié)構(gòu)上看,二極管主要由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成。P型半導(dǎo)體含有較多的空穴,而N型半導(dǎo)體則有較多的電子。當這兩種半導(dǎo)體緊密結(jié)合在一起時,在它們的交界面就會形成一個特殊的區(qū)域,叫做PN結(jié)。這個PN結(jié)是二極管能夠?qū)崿F(xiàn)單向?qū)щ娦缘年P(guān)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(nèi)電場方向相反。在這個電壓的作用下,P 區(qū)的空穴和 N 區(qū)的電子都向 PN 結(jié)移動,使得 PN 結(jié)變窄,形成較大的電流,二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。例如,在一個簡單的直流電源供電的電路中,如果串聯(lián)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。
在電路中,二極管還可以起到限流的作用。當電路中的電流過大時,二極管會導(dǎo)通并分流一部分電流,從而保護其他元器件不受損壞。特別是在LED照明電路中,二極管可以有效限制LED燈的電流,延長其使用壽命。在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負載中,二極管還起到續(xù)流的作用。當開關(guān)管關(guān)斷時,電感中的電流不能突變,會產(chǎn)生一個反向的感應(yīng)電動勢。此時,二極管導(dǎo)通并形成一個通路,消耗掉這個反向電動勢產(chǎn)生的能量,保護電路中的其他元器件不受損壞。二極管的正向電阻遠小于反向電阻,這是其單向?qū)щ娦缘幕A(chǔ)。
二極管的制造工藝包括多個環(huán)節(jié)。首先是半導(dǎo)體材料的制備,硅或鍺等半導(dǎo)體材料需要經(jīng)過提純、拉晶等過程,得到高純度、高質(zhì)量的半導(dǎo)體晶體。然后進行晶圓制造,將半導(dǎo)體晶體切割成薄片,在晶圓上通過擴散、離子注入等工藝形成 P - N 結(jié)。擴散工藝是將特定的雜質(zhì)原子擴散到半導(dǎo)體材料中,改變其導(dǎo)電類型,從而形成 P 區(qū)和 N 區(qū)。離子注入則是通過加速離子并將其注入到半導(dǎo)體材料中,精確地控制雜質(zhì)的濃度和分布。在形成 P - N 結(jié)之后,還需要進行電極制作,在 P 區(qū)和 N 區(qū)分別制作金屬電極,以便與外部電路連接。另外,進行封裝,將制作好的二極管芯片封裝在特定的封裝材料中,保護芯片并提供合適的引腳用于安裝。二極管的工作溫度范圍對其性能和使用壽命有重要影響。上海BAV99,235二極管達林頓晶體管
二極管是電子電路的重要元件,具有單向?qū)щ娦裕瑧?yīng)用普遍。STP4NK50ZFP
整流電路是二極管最常見的應(yīng)用領(lǐng)域之一。在交流 - 直流轉(zhuǎn)換過程中,二極管發(fā)揮著關(guān)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?qū)?,電流通過負載電阻,在負載兩端產(chǎn)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(zhuǎn)換為直流。通過這些整流電路,能夠?qū)⒉环€(wěn)定的交流電源轉(zhuǎn)換為相對穩(wěn)定的直流電源,為電子設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。STP4NK50ZFP