普通整流二極管是電子電路中最常見(jiàn)的類(lèi)型,主要用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。在單相半波整流電路中,單個(gè)二極管利用其單向?qū)щ娦?,只允許交流電的半個(gè)周期通過(guò),實(shí)現(xiàn)整流;全波整流和橋式整流電路則通過(guò)多個(gè)二極管的組合,利用交流電的正負(fù)半周,輸出更平滑的直流電壓。設(shè)計(jì)整流電路時(shí),需根據(jù)負(fù)載需求計(jì)算二極管的參數(shù),如選擇合適的較大整流電流和最高反向工作電壓,同時(shí)考慮散熱問(wèn)題,為大功率二極管加裝散熱片。此外,整流后的直流電壓通常需搭配濾波電容進(jìn)一步平滑,以滿足后級(jí)電路對(duì)電源質(zhì)量的要求,普通整流二極管是構(gòu)建電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件。二極管在電路中的穩(wěn)定性對(duì)于保證電子設(shè)備正常運(yùn)行至關(guān)重要。BUK9907-55ATE
全波整流電路則需要兩個(gè)二極管和一個(gè)中心抽頭的變壓器。在這種電路中,當(dāng)交流電壓輸入變壓器后,變壓器的次級(jí)繞組產(chǎn)生兩個(gè)大小相等、方向相反的交流電壓。在正半周,一個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過(guò)該二極管和負(fù)載;在負(fù)半周,另一個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過(guò)另一個(gè)二極管和負(fù)載。這樣,無(wú)論交流電壓是正半周還是負(fù)半周,負(fù)載上都有電流通過(guò),得到的直流電壓脈動(dòng)頻率是交流輸入電壓頻率的兩倍,提高了整流效率,相較于半波整流,全波整流能夠更好地利用交流電,為負(fù)載提供更穩(wěn)定的直流電源。這種電路在一些早期的電子管收音機(jī)等設(shè)備中較為常見(jiàn)。TIP30C 其他被動(dòng)元件隨著技術(shù)的進(jìn)步,二極管的性能不斷提升,為電子設(shè)備的發(fā)展提供了有力支持。
在光通信領(lǐng)域,光電二極管是光接收機(jī)的重要元件之一。在光纖通信系統(tǒng)中,光信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)浇邮斩恕9怆姸O管可以將接收到的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),然后通過(guò)后續(xù)的放大、解調(diào)等電路處理,恢復(fù)出原始的信息。由于光通信中的信號(hào)非常微弱,要求光電二極管具有高靈敏度和低噪聲的特性。例如,雪崩光電二極管(APD)是一種特殊的高靈敏度光電二極管,它利用了雪崩倍增效應(yīng),在高反向偏壓下,光生載流子在 PN 結(jié)內(nèi)獲得足夠的能量,通過(guò)碰撞電離產(chǎn)生更多的載流子,從而使光電流得到倍增,能夠有效地檢測(cè)到更微弱的光信號(hào),提高了光通信系統(tǒng)的接收靈敏度。
發(fā)光二極管(LED)是一種特殊的二極管。它的發(fā)光原理基于半導(dǎo)體材料的電子 - 空穴復(fù)合過(guò)程。當(dāng)在 LED 兩端施加正向電壓時(shí),電子從 N 區(qū)注入到 P 區(qū),空穴從 P 區(qū)注入到 N 區(qū),在 P - N 結(jié)附近,電子和空穴復(fù)合,釋放出能量,其中一部分能量以光子的形式發(fā)射出來(lái),從而產(chǎn)生光。LED 具有許多優(yōu)勢(shì)。首先,它具有很高的能效,相比傳統(tǒng)的白熾燈泡,LED 可以將更多的電能轉(zhuǎn)化為光能,消耗的電能更少。其次,LED 的壽命非常長(zhǎng),可以達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)甚至更長(zhǎng),減少了更換燈泡的頻率。再者,LED 的響應(yīng)速度快,非常適合用于需要快速開(kāi)關(guān)的場(chǎng)合,如交通信號(hào)燈等。此外,LED 可以發(fā)出多種顏色的光,通過(guò)調(diào)整半導(dǎo)體材料的成分,可以實(shí)現(xiàn)從紅外光到可見(jiàn)光再到紫外光的不同波長(zhǎng)的光發(fā)射。隨著技術(shù)的進(jìn)步,新型二極管不斷涌現(xiàn),為電子產(chǎn)業(yè)帶來(lái)更多可能性。
肖特基二極管與普通二極管不同,它是由金屬與半導(dǎo)體接觸形成的。其明顯特點(diǎn)是正向?qū)▔航敌?,一般?0.2 - 0.4V 之間,且開(kāi)關(guān)速度快,反向恢復(fù)時(shí)間極短。這些特性使肖特基二極管在高頻電路中表現(xiàn)出色。在開(kāi)關(guān)電源的整流環(huán)節(jié),由于其低導(dǎo)通壓降,可有效降低功耗,提高電源轉(zhuǎn)換效率。在高頻通信電路中,如射頻電路、微波電路等,肖特基二極管能夠快速響應(yīng)高頻信號(hào),實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速處理和轉(zhuǎn)換,滿足現(xiàn)代通信技術(shù)對(duì)高速、高效器件的需求,為高頻電子設(shè)備的小型化、高性能化提供了有力支持。二極管通過(guò)控制電流的通斷,實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)備中的信號(hào)處理和邏輯運(yùn)算。STB270N4F3
二極管具有快速響應(yīng)的特點(diǎn),使得它在高頻電路和信號(hào)處理中表現(xiàn)出色。BUK9907-55ATE
橋式整流電路是目前應(yīng)用非常普遍的整流方式。它由四個(gè)二極管組成一個(gè)橋式結(jié)構(gòu)。當(dāng)交流電壓輸入時(shí),在正半周,兩個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過(guò)這兩個(gè)二極管和負(fù)載;在負(fù)半周,另外兩個(gè)二極管導(dǎo)通,電流通過(guò)這兩個(gè)二極管和負(fù)載。橋式整流電路的優(yōu)點(diǎn)明顯,它不需要中心抽頭的變壓器,而且對(duì)變壓器次級(jí)繞組的利用率更高,輸出的直流電壓脈動(dòng)更小。在幾乎所有的現(xiàn)代電子設(shè)備電源中,如電腦電源、手機(jī)充電器等,都采用了橋式整流電路。它可以適應(yīng)不同的交流輸入電壓范圍,并且可以與后續(xù)的濾波、穩(wěn)壓電路更好地配合,為電子設(shè)備提供高質(zhì)量的直流電源,確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。此外,在一些特殊的電源整流應(yīng)用中,如高壓電源整流,會(huì)使用高壓整流二極管。這些二極管能夠承受極高的反向電壓,確保在高電壓環(huán)境下正常工作,為X光機(jī)、高壓靜電發(fā)生器等設(shè)備提供所需的直流高壓電源。BUK9907-55ATE