光电二极管作为一种能够将光信号转换为电信号的特殊二极管,在光通信、光电检测等领域有着至关重要的应用,其工作原理基于半导体的光电效应。光电二极管的工作原理是内光电效应。当光照射到光电二极管的PN结时,如果光子的能量大于半导体材料的禁带宽度,光子就会被吸收,从而在PN结附近产生电子-空穴对。在PN结内电场的作用下,这些电子和空穴会被分离,电子向N区移动,空穴向P区移动,这样就会在PN结两端产生一个光生电动势。如果光电二极管外接电路,就会有光电流产生。例如,在可见光范围内,当波长合适的光照射到硅光电二极管上时,就会引发这种光电效应,产生与光强度相关的电流。二极管虽小,但它在现代电子设备中发挥着巨大作用。SBT150-04J
发光二极管(LED)作为一种特殊的二极管,其独特的发光原理和优良的特性使其在现代照明和显示领域占据了重要地位。从发光原理来看,LED是基于半导体材料的电子与空穴复合发光机制。当在LED两端施加正向电压时,P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子在电场的作用下向PN结移动。在PN结附近,电子和空穴相遇并复合。在这个复合过程中,电子从高能级跃迁到低能级,根据能量守恒定律,多余的能量以光子的形式释放出来,从而产生光。不同的半导体材料和掺杂方式决定了所发射光的波长,也就是光的颜色。例如,使用氮化镓(GaN)材料制造的LED可以发出蓝光,而通过在氮化镓中掺杂不同的杂质,还可以获得绿光、紫光等不同颜色的光。BZB84-B15随着技术的进步,二极管的性能不断提升,为电子设备的发展提供了有力支持。
瞬态电压抑制二极管(TVS)是一种专门用于保护电路免受瞬态高电压冲击的器件。当电路中出现瞬间的高电压脉冲,如雷电感应、静电放电、电路开关瞬间产生的浪涌电压等,TVS 能够迅速响应,在极短时间内进入反向雪崩击穿状态,将过高的电压钳位在安全值,吸收多余的能量,保护电路中的其他敏感元件免受损坏。在电子设备的接口电路,如 USB 接口、以太网接口等,以及电源输入输出端,常接入 TVS 二极管进行防护。在汽车电子系统中,由于汽车运行环境复杂,存在各种电气干扰和电压瞬变,TVS 二极管广泛应用于汽车电子控制单元(ECU)、车载通信设备等的保护,确保汽车电子设备在恶劣电气环境下可靠运行。
当二极管两端施加反向电压时,外电场方向与内电场方向相同,会使得 PN 结变宽。这种情况下,只有极少数的载流子在反向电压的作用下形成微弱的反向电流,这个电流通常非常小,可以忽略不计,二极管此时处于截止状态。在实际应用中,比如在一些防止电源反接的电路设计中,利用二极管的这种单向导电性,可以有效地保护电路中的其他元件不被反向电流损坏。二极管这种独特的单向导电特性,就像一个单向阀门,只允许电流在特定的方向流动,为电子电路的设计提供了极大的灵活性和功能性。二极管具有快速响应的特点,使得它在高频电路和信号处理中表现出色。
在功率放大器中,二极管扮演着保护晶体管、限制电流的重要角色。当电流过大时,二极管会导通并提供一条安全的电流路径,防止晶体管被烧毁。同时,二极管还可以作为限流器使用,通过限制电流来达到稳定电压的目的。滤波器是电源中不可或缺的重要部件之一。在滤波器中,二极管利用其单向导电特性实现信号的整流和稳压作用。当交流信号输入到滤波器中时,二极管将正负半周的信号分别变为单向导通的电流输出;同时,在反向电压下二极管还可以起到稳压作用,确保电源输出的稳定性和可靠性。二极管按材料可分为硅管和锗管,二者在性能上略有差异。SBT150-04J
二极管的价格相对较低,使得其在电子行业中具有广泛的应用基础。SBT150-04J
双向触发二极管是一种具有对称结构的二极管,无论其两端加正向电压还是反向电压,当电压达到一定值(转折电压)时,二极管都会导通。在触发电路中,双向触发二极管常用于晶闸管(可控硅)的触发控制。例如在交流调光电路中,通过控制双向触发二极管的导通时刻,进而控制晶闸管的导通角,实现对交流电压的调节,从而达到调节灯光亮度的目的。在一些电机调速电路、功率控制电路中,双向触发二极管也发挥着类似的作用,通过精确控制电路的触发时刻,实现对电路功率的调节和设备的稳定运行,是实现电路灵活控制的重要器件之一。SBT150-04J