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)。整流二極管憑借單向?qū)щ娞匦?,可將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為電源適配器提供穩(wěn)定的直流輸出。肇慶NSVR0340HT1G二極管達林頓晶體管
二極管的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的過程。早期的二極管是由電子管構(gòu)成的,體積大、功耗高且可靠性相對較低。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的興起,半導(dǎo)體二極管逐漸取代了電子管二極管。20 世紀初,科學(xué)家們開始對半導(dǎo)體材料進行深入研究。在不斷的實驗和探索中,發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體材料的特殊導(dǎo)電性質(zhì)。到了 20 世紀中葉,硅和鍺等半導(dǎo)體材料被廣泛應(yīng)用于二極管的制造。隨著制造工藝的不斷改進,二極管的性能得到了極大的提升,如降低了正向?qū)妷骸⑻岣吡朔聪蚰蛪耗芰Φ?。如今,二極管的種類繁多,除了普通的整流二極管外,還出現(xiàn)了發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、肖特基二極管等具有特殊功能的二極管,滿足了不同領(lǐng)域的需求。1SS400T1G二極管穩(wěn)流二極管發(fā)光二極管不僅用于照明,還常用于指示和顯示。
普通二極管,如常見的硅二極管和鍺二極管,具有較為典型的伏安特性。硅二極管的正向?qū)妷杭s為 0.7V,鍺二極管則約為 0.3V。在電子電路中,普通二極管常被用于整流電路,將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。例如在簡單的半波整流電路里,二極管在交流電正半周導(dǎo)通,負半周截止,從而輸出單向脈動直流電。在一些信號檢測電路中,普通二極管還可用于檢波,從調(diào)制信號中提取出原信號,普遍應(yīng)用于收音機、電視機等設(shè)備的信號處理環(huán)節(jié),是電子領(lǐng)域較基礎(chǔ)且應(yīng)用非常普遍的器件之一。
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。不同類型的二極管,如硅二極管和鍺二極管,具有不同的特性。
穩(wěn)壓二極管是一種專門用于穩(wěn)定電壓的二極管。它的工作原理與普通二極管有所不同。在正常情況下,穩(wěn)壓二極管處于反向偏置狀態(tài)。當反向電壓達到穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值時,穩(wěn)壓二極管開始反向?qū)?,并且在一定的電流范圍?nèi),其兩端的電壓幾乎保持不變。這是因為當反向電壓超過穩(wěn)定電壓后,二極管中的載流子數(shù)量急劇增加,形成較大的反向電流,通過二極管自身的動態(tài)電阻調(diào)整,使得兩端的電壓穩(wěn)定在特定的值。穩(wěn)壓二極管在電源穩(wěn)壓電路中被廣泛應(yīng)用。例如,在一些對電壓穩(wěn)定性要求較高的電子設(shè)備中,如精密儀器、通信設(shè)備等,當輸入電壓發(fā)生波動時,穩(wěn)壓二極管可以確保輸出電壓保持穩(wěn)定,從而保證設(shè)備的正常運行。二極管在電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用,如電視機、計算機等。BTS50085-1TMA
當二極管反向偏置時,即正極接低電位,負極接高電位,二極管截止,電流很小。肇慶NSVR0340HT1G二極管達林頓晶體管
利用二極管的單向?qū)щ娞匦钥梢栽谥骰芈分写?lián)一個二極管實現(xiàn)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(tài)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?qū)щ娞匦詫崿F(xiàn)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(zhuǎn)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(yīng)用于高壓發(fā)生器、靜電除塵等領(lǐng)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(nèi)的電路。當電路中的電壓超過設(shè)定值時二極管會導(dǎo)通并將多余的電壓鉗制在二極管的正向?qū)妷夯蚍聪驌舸╇妷荷蠌亩Wo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(yīng)用于各種保護電路中確保電路的安全可靠運行。肇慶NSVR0340HT1G二極管達林頓晶體管