肖特基二极管是基于金属 - 半导体接触形成的二极管。它具有几个明显的特点。首先,肖特基二极管的正向导通电压较低,通常比普通硅二极管的导通电压低 0.2 - 0.3V 左右。这使得它在低电压、大电流的场合具有优势,可以降低电路的功耗。其次,肖特基二极管的开关速度非常快,这是因为它没有普通二极管中的少数载流子存储效应。在高频电路中,如射频电路和高速数字电路中,肖特基二极管能够快速地导通和截止,减少信号的失真和损耗。此外,肖特基二极管的反向恢复时间极短,这使得它在开关电源等需要频繁开关的电路中表现出色。不过,肖特基二极管的反向耐压能力相对较低,这在一定程度上限制了它的应用范围。光电二极管能将光信号转换为电信号。BTA40-700B
在汽车电子领域,二极管的应用十分普遍。在汽车的发电机电路中,二极管组成的整流器将发电机产生的交流电转换为直流电,为汽车的电气系统提供稳定的电力供应。汽车的灯光系统中,发光二极管(LED)已经逐渐取代了传统的白炽灯泡,LED 灯具有亮度高、寿命长、能耗低等优点,提高了汽车灯光的性能和可靠性。在汽车的电子控制单元(ECU)中,二极管用于信号处理和电路保护。例如,在输入信号线上使用二极管进行限幅,防止过高的电压信号损坏 ECU。此外,在汽车的一些特殊电路中,如防抱死制动系统(ABS)等,二极管也发挥着不可或缺的作用。PSMN004-60B整流桥由四只二极管组成,可实现全波整流,简化电源电路设计。

二极管是现代电子学中一种极为重要的基础元件,它的结构和原理构成了其在电路中独特功能的基石。从结构上看,二极管主要由P型半导体和N型半导体组成。P型半导体含有较多的空穴,而N型半导体则有较多的电子。当这两种半导体紧密结合在一起时,在它们的交界面就会形成一个特殊的区域,叫做PN结。这个PN结是二极管能够实现单向导电性的关键所在。从原理层面来说,当二极管两端施加正向电压时,即 P 型端接电源正极,N 型端接电源负极,此时外电场方向与内电场方向相反。在这个电压的作用下,P 区的空穴和 N 区的电子都向 PN 结移动,使得 PN 结变窄,形成较大的电流,二极管处于导通状态。例如,在一个简单的直流电源供电的电路中,如果串联一个二极管和一个电阻,当电源极性正确时,电路中有电流通过,电阻上会有电压降,这可以通过示波器观察到电压和电流的变化情况。
二极管按结构可分为点接触型、面接触型和平面型。点接触型二极管的 PN 结面积小,结电容低,适用于高频信号检波和小电流整流,如收音机中的信号处理;面接触型二极管的 PN 结面积大,能承受较大电流与反向电压,常用于电源整流电路;平面型二极管采用光刻、扩散等半导体制造工艺,精度高、稳定性好,是集成电路中常用的二极管类型。制造过程中,通过掺杂技术在硅或锗等本征半导体中引入杂质,形成 P 型和 N 型半导体;再经晶圆切割、光刻、蚀刻、封装等工序,将二极管制成适合不同应用场景的形态,其性能与制造工艺的精度密切相关。二极管是单向导电的半导体器件,电流只能从阳极流向阴极,反向则截止。

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。变容二极管通过电压改变结电容值。BZX384-C8V2
变容二极管的结电容随反向电压变化而改变,常用于无线电调谐电路,实现频道频率的准确调节。BTA40-700B
变容二极管利用了 PN 结的电容随反向电压变化的特性。当反向电压增大时,PN 结的空间电荷区变宽,等效电容减小;反之,反向电压减小时,电容增大。在电子调谐电路中,变容二极管被广泛应用。例如在收音机的调谐电路里,通过改变加在变容二极管两端的电压,调整其电容值,从而改变 LC 谐振回路的谐振频率,实现对不同频率电台信号的接收。在电视机的高频头中,变容二极管同样用于频道调谐,使电视能够准确接收不同频道的节目信号,为用户提供丰富的视听选择,在电子设备的频率调节和信号处理中发挥着关键作用。BTA40-700B