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。续流二极管可吸收感性负载的反向电动势,保护继电器、电机等元件。74HCT04DB-Q100J
随着人工智能、物联网、量子计算等新兴技术的快速发展,二极管有望在这些领域展现新的应用潜力。在人工智能的边缘计算设备中,低功耗、高性能的二极管可用于信号处理和数据传输,为设备的实时运算提供支持。在物联网的传感器节点中,各种特殊功能的二极管,如磁敏二极管、热敏二极管等,可作为感知外界环境信息的关键元件,实现对温度、磁场、压力等多种物理量的精确监测。在量子计算领域,二极管可能在量子比特的控制和量子信号的处理方面发挥作用,尽管目前相关研究尚处于探索阶段,但二极管凭借其独特的电学特性,有望为新兴技术的突破和发展贡献力量,开启电子器件应用的新篇章。74HCT04DB-Q100J激光二极管可发射强度高的单色激光束。

二极管的制造是一个复杂而精细的过程,涉及到多种先进的半导体制造工艺,这些工艺确保了二极管的高质量和稳定性能。首先是半导体材料的准备。对于硅二极管,通常以高纯度的硅为原料。硅材料需要经过一系列的提纯过程,以去除其中的杂质,使硅的纯度达到极高的水平,一般要求达到99.9999%以上。这个提纯过程可以采用化学气相沉积(CVD)等方法,在高温、高压等特定条件下,将不纯的硅转化为高纯度的多晶硅。然后通过拉晶等工艺,将多晶硅制成单晶硅棒,这是后续制造二极管的基础材料。
激光二极管的发光基于受激辐射原理。在其内部的有源区,通过注入电流形成粒子数反转分布,当外界光子激发时,产生受激辐射,输出高亮度、高方向性的激光束。在光通信领域,激光二极管作为光源,将电信号转换为光信号,通过光纤进行高速、长距离的数据传输。其高调制速率和低功耗特性,满足了现代通信网络对大容量、高速率数据传输的需求,是光纤通信系统的重要器件之一。在激光加工领域,激光二极管发出的高能量激光束可用于材料切割、焊接、打孔等加工工艺。例如在汽车制造中,用于车身零部件的焊接;在电子制造中,用于电路板的微孔加工,凭借其高精度、高效率的加工优势,推动了制造业的技术升级。二极管在电路中可起开关、整流、限幅、检波等多种基础作用。

整流电路是二极管最常见的应用领域之一。在交流 - 直流转换过程中,二极管发挥着关键作用。在简单的半波整流电路中,当交流电源处于正半周时,二极管正向导通,电流通过负载电阻,在负载两端产生一个正向的电压;当交流电源处于负半周时,二极管反向截止,负载中没有电流通过。这样,在负载电阻两端就得到了一个单向脉动的直流电压。全波整流电路则利用了两个二极管,将交流电源的正负半周分别进行整流,得到的直流电压脉动更小。而桥式整流电路使用四个二极管,它可以在不改变输入交流电源的情况下,更高效地将交流转换为直流。通过这些整流电路,能够将不稳定的交流电源转换为相对稳定的直流电源,为电子设备提供稳定的电力供应。检波二极管利用单向导电特性,从高频调幅波中解调出低频信号,在收音机等设备中完成信号还原。北京1SS400T1G二极管达林顿晶体管
双向触发二极管无正负极之分,常用于可控硅触发与过电压保护电路。74HCT04DB-Q100J
全波整流电路则需要两个二极管和一个中心抽头的变压器。在这种电路中,当交流电压输入变压器后,变压器的次级绕组产生两个大小相等、方向相反的交流电压。在正半周,一个二极管导通,电流通过该二极管和负载;在负半周,另一个二极管导通,电流通过另一个二极管和负载。这样,无论交流电压是正半周还是负半周,负载上都有电流通过,得到的直流电压脉动频率是交流输入电压频率的两倍,提高了整流效率,相较于半波整流,全波整流能够更好地利用交流电,为负载提供更稳定的直流电源。这种电路在一些早期的电子管收音机等设备中较为常见。74HCT04DB-Q100J