發(fā)光二極管是一種將電能轉換為光能的半導體器件,工作時正向電流通過 PN 結,電子與空穴復合釋放能量,以光子形式發(fā)出光線。LED 具有發(fā)光效率高、壽命長、響應速度快、體積小、環(huán)保無污染等優(yōu)點。其發(fā)光顏色由半導體材料和摻雜元素決定,涵蓋紅、綠、藍等可見光及紅外光波段。在照明領域,LED 已逐步取代傳統(tǒng)白熾燈和熒光燈,通過將多個 LED 芯片組合成燈珠、燈帶或燈具,可實現(xiàn)不同亮度和色溫的照明效果。此外,LED 還廣泛應用于顯示屏、指示燈、汽車照明等場景,其驅動電路需根據(jù) LED 的伏安特性設計,確保穩(wěn)定發(fā)光,同時通過 PWM 調光技術調節(jié)亮度,滿足多樣化的應用需求。二極管具有單向導電性,是整流、開關電路的關鍵。STPS2L40
二極管的制造是一個復雜而精細的過程,涉及到多種先進的半導體制造工藝,這些工藝確保了二極管的高質量和穩(wěn)定性能。首先是半導體材料的準備。對于硅二極管,通常以高純度的硅為原料。硅材料需要經過一系列的提純過程,以去除其中的雜質,使硅的純度達到極高的水平,一般要求達到99.9999%以上。這個提純過程可以采用化學氣相沉積(CVD)等方法,在高溫、高壓等特定條件下,將不純的硅轉化為高純度的多晶硅。然后通過拉晶等工藝,將多晶硅制成單晶硅棒,這是后續(xù)制造二極管的基礎材料。IPB091N06NG二極管通過控制電流的通斷,實現(xiàn)了電子設備中的信號處理和邏輯運算。
瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)是一種專門用于保護電路免受瞬態(tài)高電壓沖擊的器件。當電路中出現(xiàn)瞬間的高電壓脈沖,如雷電感應、靜電放電、電路開關瞬間產生的浪涌電壓等,TVS 能夠迅速響應,在極短時間內進入反向雪崩擊穿狀態(tài),將過高的電壓鉗位在安全值,吸收多余的能量,保護電路中的其他敏感元件免受損壞。在電子設備的接口電路,如 USB 接口、以太網(wǎng)接口等,以及電源輸入輸出端,常接入 TVS 二極管進行防護。在汽車電子系統(tǒng)中,由于汽車運行環(huán)境復雜,存在各種電氣干擾和電壓瞬變,TVS 二極管廣泛應用于汽車電子控制單元(ECU)、車載通信設備等的保護,確保汽車電子設備在惡劣電氣環(huán)境下可靠運行。
在汽車電子領域,二極管的應用十分普遍。在汽車的發(fā)電機電路中,二極管組成的整流器將發(fā)電機產生的交流電轉換為直流電,為汽車的電氣系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電力供應。汽車的燈光系統(tǒng)中,發(fā)光二極管(LED)已經逐漸取代了傳統(tǒng)的白熾燈泡,LED 燈具有亮度高、壽命長、能耗低等優(yōu)點,提高了汽車燈光的性能和可靠性。在汽車的電子控制單元(ECU)中,二極管用于信號處理和電路保護。例如,在輸入信號線上使用二極管進行限幅,防止過高的電壓信號損壞 ECU。此外,在汽車的一些特殊電路中,如防抱死制動系統(tǒng)(ABS)等,二極管也發(fā)揮著不可或缺的作用。二極管在半導體技術中占據(jù)重要地位,推動科技發(fā)展。
肖特基二極管是一種基于金屬 - 半導體結的二極管,與普通 PN 結二極管相比,具有正向壓降小(約 0.3 - 0.5V)、反向恢復時間極短(幾乎為零)、開關速度快等明顯優(yōu)勢。這些特性使其在高頻電路中表現(xiàn)出色,如在開關電源的同步整流電路中,肖特基二極管可降低導通損耗,提高電源轉換效率;在高頻逆變器、DC - DC 轉換器中,快速的開關特性減少了電路的能量損耗和電磁干擾。此外,肖特基二極管的低正向壓降也適用于低壓大電流的應用場景,如鋰電池保護電路。但肖特基二極管的反向耐壓一般較低,通常在 100V 以下,在選型時需根據(jù)電路的實際需求,權衡其性能優(yōu)勢與耐壓限制,充分發(fā)揮其在高頻、低壓電路中的作用。雙向觸發(fā)二極管可雙向導通,在晶閘管觸發(fā)電路中作為觸發(fā)器件,控制電路的通斷與功率調節(jié)。STW45NM50 其他被動元件
光電二極管可將光信號轉換為電信號,是光通信的關鍵元件。STPS2L40
二極管在使用過程中可能出現(xiàn)多種失效模式,常見的包括開路、短路、性能退化等。正向電流過大或反向電壓超過額定值,會導致二極管過熱燒毀,出現(xiàn)開路故障;PN 結擊穿后若電流不受限制,可能造成長久性短路。此外,長期工作在高溫、高濕度環(huán)境下,二極管的性能會逐漸退化,如正向壓降增大、反向漏電流增加。故障診斷時,可使用萬用表的二極管檔測量其正向壓降和反向電阻,正常情況下,正向壓降應在規(guī)定范圍內,反向電阻趨于無窮大;對于復雜電路中的二極管,可通過示波器觀察其電壓、電流波形,判斷是否存在異常。預防二極管失效需在電路設計階段合理選型,確保工作條件在器件額定范圍內,并采取適當?shù)纳?、防護措施,延長二極管的使用壽命,保障電路穩(wěn)定運行。STPS2L40