二極管是現代電子學中一種極為重要的基礎元件,它的結構和原理構成了其在電路中獨特功能的基石。從結構上看,二極管主要由P型半導體和N型半導體組成。P型半導體含有較多的空穴,而N型半導體則有較多的電子。當這兩種半導體緊密結合在一起時,在它們的交界面就會形成一個特殊的區域,叫做PN結。這個PN結是二極管能夠實現單向導電性的關鍵所在。從原理層面來說,當二極管兩端施加正向電壓時,即 P 型端接電源正極,N 型端接電源負極,此時外電場方向與內電場方向相反。在這個電壓的作用下,P 區的空穴和 N 區的電子都向 PN 結移動,使得 PN 結變窄,形成較大的電流,二極管處于導通狀態。例如,在一個簡單的直流電源供電的電路中,如果串聯一個二極管和一個電阻,當電源極性正確時,電路中有電流通過,電阻上會有電壓降,這可以通過示波器觀察到電壓和電流的變化情況。隨著技術的進步,新型二極管不斷涌現,為電子產業帶來更多可能性。BZX38450-C20-QX
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。硅二極管的正向導通電壓約為 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,從調制信號中提取出原信號,普遍應用于收音機、電視機等設備的信號處理環節,是電子領域較基礎且應用非常普遍的器件之一。BZB84-C56光電二極管可將光信號轉換為電信號,在光纖通信、紅外遙控器等設備中實現光與電的信號轉換。
二極管在整流電路中的應用非常普遍。整流電路利用二極管的單向導電性,將交流電轉換為直流電。在交流電的正半周期內,二極管導通,允許電流通過;在負半周期內,二極管截止,阻止電流通過。這樣,交流電就被轉換成了單向的脈動直流電。二極管在正向電壓作用下電阻很小,處于導通狀態,相當于一只接通的開關;在反向電壓作用下,電阻很大,處于截止狀態,如同一只斷開的開關。利用二極管的這種開關特性,可以組成各種邏輯電路,實現信號的轉換和處理。
變容二極管利用了 PN 結的電容隨反向電壓變化的特性。當反向電壓增大時,PN 結的空間電荷區變寬,等效電容減??;反之,反向電壓減小時,電容增大。在電子調諧電路中,變容二極管被廣泛應用。例如在收音機的調諧電路里,通過改變加在變容二極管兩端的電壓,調整其電容值,從而改變 LC 諧振回路的諧振頻率,實現對不同頻率電臺信號的接收。在電視機的高頻頭中,變容二極管同樣用于頻道調諧,使電視能夠準確接收不同頻道的節目信號,為用戶提供豐富的視聽選擇,在電子設備的頻率調節和信號處理中發揮著關鍵作用。二極管在發光二極管(LED)中的應用,使得現代照明技術更加節能高效。
二極管是一種具有單向導電特性的半導體器件,由一個 PN 結、電極引線和外殼封裝而成。PN 結是其重要結構,P 型半導體一側帶正電,富含空穴;N 型半導體一側帶負電,含有大量自由電子。當二極管兩端施加正向電壓(陽極接正,陰極接負)且超過其導通閾值(硅管約 0.7V,鍺管約 0.3V)時,PN 結變窄,載流子擴散形成正向電流,此時二極管處于導通狀態;而施加反向電壓時,PN 結變寬,只存在微弱的反向飽和電流,二極管截止。這種單向導電特性使二極管能夠實現整流、限幅、穩壓等功能,廣泛應用于各類電子電路中,如同電路中的 “單向閥門”,控制電流的流向與大小。整流二極管憑借單向導電特性,可將交流電轉換為直流電,為電源適配器提供穩定的直流輸出。BAV199
隨著科技的發展,新型二極管如肖特基二極管等不斷涌現,為電子設備性能的提升提供了更多可能。BZX38450-C20-QX
在功率放大器中,二極管扮演著保護晶體管、限制電流的重要角色。當電流過大時,二極管會導通并提供一條安全的電流路徑,防止晶體管被燒毀。同時,二極管還可以作為限流器使用,通過限制電流來達到穩定電壓的目的。濾波器是電源中不可或缺的重要部件之一。在濾波器中,二極管利用其單向導電特性實現信號的整流和穩壓作用。當交流信號輸入到濾波器中時,二極管將正負半周的信號分別變為單向導通的電流輸出;同時,在反向電壓下二極管還可以起到穩壓作用,確保電源輸出的穩定性和可靠性。BZX38450-C20-QX