太陽(yáng)能電池中也用到了二極管的原理。太陽(yáng)能電池的重點(diǎn)是 P - N 結(jié),當(dāng)太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料上時(shí),光子激發(fā)產(chǎn)生電子 - 空穴對(duì)。在 P - N 結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下,電子向 N 區(qū)移動(dòng),空穴向 P 區(qū)移動(dòng),從而在太陽(yáng)能電池的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。為了防止太陽(yáng)能電池在夜間或無(wú)光照條件下,蓄電池中的電流反向流入太陽(yáng)能電池,通常會(huì)在太陽(yáng)能電池的輸出端連接一個(gè)二極管,這個(gè)二極管起到了單向?qū)ǖ淖饔?,保護(hù)了太陽(yáng)能電池和蓄電池。此外,在太陽(yáng)能電池的陣列中,二極管還可以用于防止局部陰影等原因?qū)е碌碾娏鞣聪蛄鲃?dòng),確保整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。二極管的小型化和集成化是電子元件發(fā)展的重要趨勢(shì)。NTP75N03-006
穩(wěn)壓二極管(齊納二極管)利用反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。當(dāng)反向電壓達(dá)到其擊穿電壓時(shí),即使電流在較大范圍內(nèi)變化,二極管兩端的電壓仍能保持基本穩(wěn)定。穩(wěn)壓電路中,穩(wěn)壓二極管與限流電阻串聯(lián)接入電源,通過(guò)調(diào)整限流電阻的阻值,控制流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流,使其工作在反向擊穿區(qū)。這種電路常用于為電子設(shè)備提供穩(wěn)定的參考電壓,如在單片機(jī)系統(tǒng)中為芯片供電,確保電源電壓不受輸入電壓波動(dòng)或負(fù)載變化的影響。與普通二極管不同,穩(wěn)壓二極管正常工作在反向擊穿狀態(tài),且具有良好的可逆性,只要電流和功耗控制在允許范圍內(nèi),不會(huì)因擊穿而損壞,是穩(wěn)定電壓的重要器件。PSMN013-100ES發(fā)光二極管能將電能轉(zhuǎn)化為光能,照亮我們的生活。
反向耐壓是二極管的另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。它指的是二極管在反向偏置狀態(tài)下能夠承受的最大電壓值。當(dāng)反向電壓超過(guò)這個(gè)值時(shí),二極管可能會(huì)發(fā)生擊穿。不同類型的二極管具有不同的反向耐壓能力。例如,普通的小功率二極管的反向耐壓可能只有幾十伏,而高壓二極管的反向耐壓可以達(dá)到數(shù)千伏甚至更高。在設(shè)計(jì)電路時(shí),尤其是在涉及到高電壓的場(chǎng)合,必須充分考慮二極管的反向耐壓,選擇具有足夠反向耐壓能力的二極管,以防止二極管被擊穿而導(dǎo)致電路故障。
二極管的正向特性曲線描述了二極管正向?qū)〞r(shí)電流與電壓之間的關(guān)系。在正向特性曲線的起始階段,當(dāng)正向電壓較小時(shí),二極管的正向電流非常小,幾乎可以忽略不計(jì),此時(shí)二極管處于死區(qū)。隨著正向電壓的增加,當(dāng)電壓超過(guò)死區(qū)電壓后,二極管的正向電流開始迅速增加,并且電流與電壓之間近似呈指數(shù)關(guān)系。不同材料的二極管,其死區(qū)電壓和正向特性曲線的斜率有所不同。例如,硅二極管的死區(qū)電壓約為 0.5V,鍺二極管的死區(qū)電壓約為 0.1V。通過(guò)對(duì)正向特性曲線的研究,可以了解二極管的導(dǎo)通特性,為電路設(shè)計(jì)中選擇合適的二極管提供依據(jù)。二極管具有單向?qū)щ娦裕钦?、開關(guān)電路的關(guān)鍵。
在功率放大器中,二極管扮演著保護(hù)晶體管、限制電流的重要角色。當(dāng)電流過(guò)大時(shí),二極管會(huì)導(dǎo)通并提供一條安全的電流路徑,防止晶體管被燒毀。同時(shí),二極管還可以作為限流器使用,通過(guò)限制電流來(lái)達(dá)到穩(wěn)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?qū)щ娞匦詫?shí)現(xiàn)信號(hào)的整流和穩(wěn)壓作用。當(dāng)交流信號(hào)輸入到濾波器中時(shí),二極管將正負(fù)半周的信號(hào)分別變?yōu)閱蜗驅(qū)ǖ碾娏鬏敵觯煌瑫r(shí),在反向電壓下二極管還可以起到穩(wěn)壓作用,確保電源輸出的穩(wěn)定性和可靠性。檢波二極管利用單向?qū)щ娞匦?,從高頻調(diào)幅波中解調(diào)出低頻信號(hào),在收音機(jī)等設(shè)備中完成信號(hào)還原。BYV29-300貼片三極管
變?nèi)荻O管的結(jié)電容隨反向電壓變化而改變,常用于無(wú)線電調(diào)諧電路,實(shí)現(xiàn)頻道頻率的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。NTP75N03-006
當(dāng)二極管兩端施加反向電壓時(shí),外電場(chǎng)方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相同,會(huì)使得 PN 結(jié)變寬。這種情況下,只有極少數(shù)的載流子在反向電壓的作用下形成微弱的反向電流,這個(gè)電流通常非常小,可以忽略不計(jì),二極管此時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中,比如在一些防止電源反接的電路設(shè)計(jì)中,利用二極管的這種單向?qū)щ娦?,可以有效地保護(hù)電路中的其他元件不被反向電流損壞。二極管這種獨(dú)特的單向?qū)щ娞匦?,就像一個(gè)單向閥門,只允許電流在特定的方向流動(dòng),為電子電路的設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性和功能性。NTP75N03-006