二極管是一種具有單向?qū)щ娦缘陌雽?dǎo)體器件,其重要結(jié)構(gòu)由 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體結(jié)合而成,兩者交界處形成的 PN 結(jié)是實(shí)現(xiàn)單向?qū)щ姷年P(guān)鍵。當(dāng) P 區(qū)接電源正極、N 區(qū)接電源負(fù)極,即正向偏置時(shí),外電場(chǎng)削弱了 PN 結(jié)內(nèi)電場(chǎng),使得多數(shù)載流子能夠順利通過 PN 結(jié),形成較大的正向電流,二極管導(dǎo)通。反之,當(dāng) P 區(qū)接負(fù)極、N 區(qū)接正極,處于反向偏置時(shí),外電場(chǎng)增強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng),多數(shù)載流子難以通過,只有少數(shù)載流子形成微弱的反向電流,二極管近乎截止。這種獨(dú)特的單向?qū)щ娞匦?,使其在眾多電路中承?dān)著關(guān)鍵的整流、檢波等功能,為電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。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)。STD5N52U MOS(場(chǎng)效應(yīng)管)
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。STD3NK60Z-1在數(shù)字電路中,二極管常用作開關(guān)元件,實(shí)現(xiàn)邏輯功能。
快恢復(fù)二極管(FRD)是一種具有較短反向恢復(fù)時(shí)間的二極管,其反向恢復(fù)時(shí)間一般在幾百納秒以內(nèi),適用于高頻整流和開關(guān)電路。與普通整流二極管相比,快恢復(fù)二極管在從導(dǎo)通狀態(tài)切換到截止?fàn)顟B(tài)時(shí),能夠更快地阻斷反向電流,減少反向恢復(fù)損耗和電壓尖峰,降低電路的電磁干擾。在功率因數(shù)校正(PFC)電路、不間斷電源(UPS)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等功率電子設(shè)備中,快恢復(fù)二極管常與功率開關(guān)器件配合使用,實(shí)現(xiàn)高效的電能轉(zhuǎn)換和控制。其制造工藝通常采用摻金、鉑等雜質(zhì)或電子輻照技術(shù),縮短少數(shù)載流子的壽命,從而加快反向恢復(fù)速度。在設(shè)計(jì)功率電路時(shí),合理選擇快恢復(fù)二極管的參數(shù),如反向耐壓、正向電流和反向恢復(fù)時(shí)間,對(duì)于提高電路的可靠性和效率至關(guān)重要。
光電二極管作為一種能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的特殊二極管,在光通信、光電檢測(cè)等領(lǐng)域有著至關(guān)重要的應(yīng)用,其工作原理基于半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光電二極管的工作原理是內(nèi)光電效應(yīng)。當(dāng)光照射到光電二極管的PN結(jié)時(shí),如果光子的能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度,光子就會(huì)被吸收,從而在PN結(jié)附近產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。在PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的作用下,這些電子和空穴會(huì)被分離,電子向N區(qū)移動(dòng),空穴向P區(qū)移動(dòng),這樣就會(huì)在PN結(jié)兩端產(chǎn)生一個(gè)光生電動(dòng)勢(shì)。如果光電二極管外接電路,就會(huì)有光電流產(chǎn)生。例如,在可見光范圍內(nèi),當(dāng)波長(zhǎng)合適的光照射到硅光電二極管上時(shí),就會(huì)引發(fā)這種光電效應(yīng),產(chǎn)生與光強(qiáng)度相關(guān)的電流。當(dāng)二極管的正極接高電位,負(fù)極接低電位時(shí),二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。
磁敏二極管對(duì)磁場(chǎng)具有敏感特性,當(dāng)有磁場(chǎng)作用于磁敏二極管時(shí),其內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,從而導(dǎo)致二極管的電學(xué)性能發(fā)生變化。在磁場(chǎng)檢測(cè)電路中,磁敏二極管可將磁場(chǎng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。例如在指南針等磁傳感器中,磁敏二極管能夠感知地球磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)度變化,通過電路處理后,為用戶提供準(zhǔn)確的方向指示。在電機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量、位置檢測(cè)等應(yīng)用中,磁敏二極管也發(fā)揮著重要作用。通過檢測(cè)電機(jī)周圍磁場(chǎng)的變化,可精確獲取電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的準(zhǔn)確控制,在工業(yè)自動(dòng)化、智能交通等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景??旎謴?fù)二極管具有極短的反向恢復(fù)時(shí)間,在開關(guān)電源中快速切換電流方向,提升電源轉(zhuǎn)換效率。STD5N52U MOS(場(chǎng)效應(yīng)管)
二極管的發(fā)展歷史見證了半導(dǎo)體技術(shù)的飛速進(jìn)步。STD5N52U MOS(場(chǎng)效應(yīng)管)
穩(wěn)壓二極管則是專門用于穩(wěn)定電壓的。它利用了二極管的反向擊穿特性,在反向擊穿區(qū),穩(wěn)壓二極管兩端的電壓基本保持恒定。當(dāng)電源電壓波動(dòng)或者負(fù)載變化時(shí),穩(wěn)壓二極管能夠自動(dòng)調(diào)整通過自身的電流,從而維持負(fù)載兩端電壓的穩(wěn)定。比如在一些對(duì)電壓穩(wěn)定性要求較高的電子設(shè)備中,如精密儀器的電源電路,穩(wěn)壓二極管可以確保即使輸入電壓有一定的變化,儀器內(nèi)部的電路仍能在穩(wěn)定的電壓下工作,避免電壓波動(dòng)對(duì)測(cè)量精度等產(chǎn)生影響。發(fā)光二極管(LED)是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的特殊二極管。當(dāng)電流通過LED時(shí),它會(huì)發(fā)出不同顏色的光。LED的應(yīng)用非常普遍,從常見的指示燈、顯示屏背光源到照明領(lǐng)域都有它的身影。例如,在交通信號(hào)燈中,紅色、綠色和黃色的LED被普遍使用,它們具有亮度高、壽命長(zhǎng)、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。在顯示屏領(lǐng)域,如手機(jī)屏幕、電視屏幕等,LED背光源可以提供均勻的光線,實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度和高清晰度的顯示效果。而且,隨著技術(shù)的發(fā)展,白光LED的出現(xiàn)使得LED在普通照明領(lǐng)域逐漸取代了傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈,成為節(jié)能照明的首要選擇。STD5N52U MOS(場(chǎng)效應(yīng)管)