硅是目前應用非常普遍的二極管材料。硅二極管的正向電壓降通常在 0.6 - 0.7V 左右。雖然這個電壓降比鍺二極管高,但硅二極管的優(yōu)點非常突出。它的反向漏電流極小,能夠在較高的反向電壓下保持良好的截止特性。這使得硅二極管在大多數(shù)電子電路中成為優(yōu)先選擇,無論是在電源整流電路、數(shù)字電路中的信號處理還是在其他各種電子設備的電路中,硅二極管都能穩(wěn)定可靠地工作。比如在計算機的電源電路中,硅二極管可以將交流電轉換為直流電,為計算機內部的各個元件提供穩(wěn)定的直流電源,同時有效防止反向電流對電路的損害。二極管結構簡單,制造成本低,因此廣泛應用于各種電子設備中。74HCU04PW-Q100J
光電二極管作為一種能夠將光信號轉換為電信號的特殊二極管,在光通信、光電檢測等領域有著至關重要的應用,其工作原理基于半導體的光電效應。光電二極管的工作原理是內光電效應。當光照射到光電二極管的PN結時,如果光子的能量大于半導體材料的禁帶寬度,光子就會被吸收,從而在PN結附近產生電子-空穴對。在PN結內電場的作用下,這些電子和空穴會被分離,電子向N區(qū)移動,空穴向P區(qū)移動,這樣就會在PN結兩端產生一個光生電動勢。如果光電二極管外接電路,就會有光電流產生。例如,在可見光范圍內,當波長合適的光照射到硅光電二極管上時,就會引發(fā)這種光電效應,產生與光強度相關的電流。PMBF170 MOSFET或IGBT開關IC二極管是電子元件的基石,廣泛應用于各類電路中。
橋式整流電路是目前應用非常普遍的整流方式。它由四個二極管組成一個橋式結構。當交流電壓輸入時,在正半周,兩個二極管導通,電流通過這兩個二極管和負載;在負半周,另外兩個二極管導通,電流通過這兩個二極管和負載。橋式整流電路的優(yōu)點明顯,它不需要中心抽頭的變壓器,而且對變壓器次級繞組的利用率更高,輸出的直流電壓脈動更小。在幾乎所有的現(xiàn)代電子設備電源中,如電腦電源、手機充電器等,都采用了橋式整流電路。它可以適應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,為電子設備提供高質量的直流電源,確保設備的穩(wěn)定運行。此外,在一些特殊的電源整流應用中,如高壓電源整流,會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、高壓靜電發(fā)生器等設備提供所需的直流高壓電源。
二極管的制造是一個復雜而精細的過程,涉及到多種先進的半導體制造工藝,這些工藝確保了二極管的高質量和穩(wěn)定性能。首先是半導體材料的準備。對于硅二極管,通常以高純度的硅為原料。硅材料需要經過一系列的提純過程,以去除其中的雜質,使硅的純度達到極高的水平,一般要求達到99.9999%以上。這個提純過程可以采用化學氣相沉積(CVD)等方法,在高溫、高壓等特定條件下,將不純的硅轉化為高純度的多晶硅。然后通過拉晶等工藝,將多晶硅制成單晶硅棒,這是后續(xù)制造二極管的基礎材料。二極管結構簡單,但其功能在電子領域中不可或缺。
雪崩二極管利用了半導體中的雪崩倍增效應。當在雪崩二極管兩端加上足夠高的反向電壓時,少數(shù)載流子在強電場作用下獲得足夠能量,與晶格原子碰撞產生新的電子 - 空穴對,這些新產生的載流子又繼續(xù)碰撞其他原子,引發(fā)連鎖反應,導致電流急劇增大,產生雪崩倍增現(xiàn)象。在微波電路中,雪崩二極管可作為微波振蕩器和放大器。通過控制雪崩二極管的工作狀態(tài),利用其雪崩倍增產生的高頻振蕩信號,實現(xiàn)微波信號的放大和產生。在雷達系統(tǒng)中,雪崩二極管用于產生高功率的微波信號,為雷達的目標探測和定位提供強大的信號源,在微波通信、雷達探測等高頻領域發(fā)揮著重要作用。二極管在電路中能夠穩(wěn)定電壓,防止電壓波動對設備造成損害。PDZ3.6BGWX穩(wěn)壓二極管SOD123
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。74HCU04PW-Q100J
全波整流電路則需要兩個二極管和一個中心抽頭的變壓器。在這種電路中,當交流電壓輸入變壓器后,變壓器的次級繞組產生兩個大小相等、方向相反的交流電壓。在正半周,一個二極管導通,電流通過該二極管和負載;在負半周,另一個二極管導通,電流通過另一個二極管和負載。這樣,無論交流電壓是正半周還是負半周,負載上都有電流通過,得到的直流電壓脈動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等設備中較為常見。74HCU04PW-Q100J