光电二极管是一种能够将光信号转换为电信号的器件,其工作原理基于内光电效应。当光线照射到光电二极管的 PN 结时,光子能量激发电子 - 空穴对,在电场作用下形成光电流。光电二极管通常工作在反向偏置状态,此时光电流与光照强度成正比,线性度好,响应速度快。在光通信系统中,光电二极管用于接收光纤传输的光信号,将其转换为电信号后进行放大和解调;在光电传感器中,通过检测光电流的变化,可实现对物体的位置、距离、颜色等参数的测量,如自动感应门利用光电二极管检测人体反射的红外光,触发开门动作。此外,雪崩光电二极管(APD)通过雪崩倍增效应,可进一步提高光信号检测的灵敏度,适用于远距离、弱光信号的检测场景。二极管还可用于稳压电路中,保持输出电压的稳定。BT139B-800E
二极管是一种具有单向导电性的半导体器件,其重要结构由 P 型半导体和 N 型半导体结合而成,两者交界处形成的 PN 结是实现单向导电的关键。当 P 区接电源正极、N 区接电源负极,即正向偏置时,外电场削弱了 PN 结内电场,使得多数载流子能够顺利通过 PN 结,形成较大的正向电流,二极管导通。反之,当 P 区接负极、N 区接正极,处于反向偏置时,外电场增强内电场,多数载流子难以通过,只有少数载流子形成微弱的反向电流,二极管近乎截止。这种独特的单向导电特性,使其在众多电路中承担着关键的整流、检波等功能,为电子设备的稳定运行奠定了基础。IPB180N04S3-02MOS(场效应管)二极管的小型化和集成化是电子元件发展的重要趋势。
在正常使用的电流范围内导通时二极管的端电压几乎维持不变这个电压称为二极管的正向导通电压。不同类型的二极管其正向导通电压也有所不同例如硅二极管一般为0.6-0.7V而锗二极管则较低约为0.3V。当二极管承受反向电压时如果反向电压不超过一定限度(即反向击穿电压)则二极管几乎不导通电流处于截止状态。这种反向截止特性是二极管能够单向导电的重要原因之一。当反向电压超过二极管的反向击穿电压时二极管会发生反向击穿现象此时二极管由截止状态转变为导通状态电流迅速增大。然而需要注意的是反向击穿可能是破坏性的因此需要合理设计电路以避免二极管发生破坏性击穿。
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。在未来的电子设备中,二极管将继续发挥重要作用,推动电子技术的不断进步。
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。对于初学者来说,理解二极管的基本原理和工作方式,是深入学习电子技术的关键一步。IPB180N04S3-02MOS(场效应管)
肖特基二极管以低正向压降和高开关速度著称,在低压大电流电路中有效降低功率损耗。BT139B-800E
二极管的反向特性曲线反映了二极管在反向偏置时的电流与电压的关系。在反向偏置的情况下,二极管中只有少数载流子形成的微弱反向电流。当反向电压较小时,反向电流几乎保持不变,这个电流称为反向饱和电流。随着反向电压的继续增加,当反向电压达到二极管的击穿电压时,二极管的反向电流会急剧增加。如果不加以限制,过大的反向电流会导致二极管损坏。不过,在稳压二极管中,正是利用了这种反向击穿特性来实现稳压功能。通过对反向特性曲线的分析,可以了解二极管的反向耐压能力和击穿特性。BT139B-800E