二極管是一種具有單向導電性的電子元件。它主要由半導體材料構成,常見的有硅和鍺。在二極管的結構中,包含一個 P - N 結。當二極管正向偏置時,即 P 區接電源正極,N 區接電源負極,二極管呈現出低電阻狀態,電流能夠順利通過;而當二極管反向偏置時,電流幾乎無法通過,此時二極管處于高電阻狀態。這種獨特的單向導電特性使得二極管在電子電路中被廣泛應用。例如,在電源電路中,二極管可以防止電流反向流動,保護電路中的其他元件免受反向電流的損害。從微觀角度來看,正向偏置時,外電場與內電場方向相反,削弱了內電場,使得多數載流子能夠跨越 P - N 結形成電流;反向偏置時,外電場與內電場方向相同,加強了內電場,多數載流子難以跨越,只有少數載流子形成微弱的反向電流。二極管的發明推動了電子技術發展,是電路世界的重要基石。PDZ15B封裝SOD323
利用二極管的單向導電特性可以在主回路中串聯一個二極管實現低成本且可靠的防反接功能。當電源極性接反時二極管處于截止狀態阻止電流通過從而保護電路中的其他元器件不受損壞。倍壓電路是一種利用二極管的單向導電特性實現電源電壓倍增的電路。通過多個二極管和電容器的組合可以將較低的輸入電壓轉換為較高的輸出電壓滿足電路對高電壓的需求。倍壓電路廣泛應用于高壓發生器、靜電除塵等領域。電壓鉗位電路是一種利用二極管將電路中的電壓限制在一定范圍內的電路。當電路中的電壓超過設定值時二極管會導通并將多余的電壓鉗制在二極管的正向導通電壓或反向擊穿電壓上從而保護電路中的其他元器件不受過高電壓的損害。電壓鉗位電路廣泛應用于各種保護電路中確保電路的安全可靠運行。BTS3134D其他被動元件深入了解二極管的工作原理,有助于更好地應用它于實際電路中。
瞬態電壓抑制二極管(TVS)是一種專門用于保護電路免受瞬態高電壓沖擊的器件。當電路中出現瞬間的高電壓脈沖,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,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。在汽車電子系統中,由于汽車運行環境復雜,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境下可靠運行。
太陽能電池中也用到了二極管的原理。太陽能電池的重點是 P - N 結,當太陽光照射到太陽能電池的半導體材料上時,光子激發產生電子 - 空穴對。在 P - N 結內建電場的作用下,電子向 N 區移動,空穴向 P 區移動,從而在太陽能電池的兩端產生電勢差。為了防止太陽能電池在夜間或無光照條件下,蓄電池中的電流反向流入太陽能電池,通常會在太陽能電池的輸出端連接一個二極管,這個二極管起到了單向導通的作用,保護了太陽能電池和蓄電池。此外,在太陽能電池的陣列中,二極管還可以用于防止局部陰影等原因導致的電流反向流動,確保整個太陽能發電系統的穩定性和安全性。二極管雖小,卻在電子世界里發揮著不可或缺的大作用。
硅是目前應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。雖然這個電壓降比鍺二極管高,但硅二極管的優點非常突出。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電子電路中成為優先選擇,無論是在電源整流電路、數字電路中的信號處理還是在其他各種電子設備的電路中,硅二極管都能穩定可靠地工作。比如在計算機的電源電路中,硅二極管可以將交流電轉換為直流電,為計算機內部的各個元件提供穩定的直流電源,同時有效防止反向電流對電路的損害。變容二極管用于電子調諧、頻率變換等,是通信領域的好幫手。PTVS12VS1UR電子元器件一站式配單供應
二極管還可用于穩壓電路中,保持輸出電壓的穩定。PDZ15B封裝SOD323
二極管依據功能可分為多種類型,每種類型都在電子電路中有著獨特的作用,為電路設計提供了豐富的功能模塊。整流二極管是非常常見的一種。它的主要功能是將交流電轉換為直流電。在電源電路中,無論是小型的電子設備電源,還是大型的工業電源系統,整流二極管都發揮著關鍵作用。例如,在一個簡單的半波整流電路中,利用一個整流二極管,當交流電壓處于正半周時,二極管導通,電流通過負載;而當交流電壓處于負半周時,二極管截止,負載上沒有電流通過。這樣,在負載兩端就得到了一個只有正半周的脈動直流電壓。在全波整流和橋式整流電路中,多個整流二極管相互配合,可以更有效地將交流電轉換為直流電,提高整流效率,為后續的電子設備提供穩定的直流電源。PDZ15B封裝SOD323