二極管在信號處理電路中有著普遍而重要的應(yīng)用,它能夠?qū)π盘栠M行多種方式的處理,滿足不同電路對信號的特殊要求。在限幅電路中,二極管發(fā)揮著關(guān)鍵作用。限幅電路用于限制信號的幅度,防止信號過大而損壞后續(xù)電路元件。例如,在音頻信號處理電路中,如果輸入的音頻信號幅度可能會超過功放電路的承受范圍,就可以使用二極管限幅電路。當(dāng)音頻信號電壓在正常范圍內(nèi)時,二極管處于截止?fàn)顟B(tài),信號正常通過。但當(dāng)信號電壓超過一定值時,二極管導(dǎo)通,將信號電壓限制在一個安全范圍內(nèi)。這種限幅功能可以通過不同的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn),如串聯(lián)一個電阻和一個二極管,或者使用多個二極管組成的雙向限幅電路,從而對信號的正、負半周都進行幅度限制。二極管是一種常見的電子元件,具有單向?qū)щ娦?。PMPB48EP SOT1220
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)合過程。當(dāng)在 LED 兩端施加正向電壓時,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,從而產(chǎn)生光。LED 具有許多優(yōu)勢。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,可以達到數(shù)萬小時甚至更長,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關(guān)的場合,如交通信號燈等。此外,LED 可以發(fā)出多種顏色的光,通過調(diào)整半導(dǎo)體材料的成分,可以實現(xiàn)從紅外光到可見光再到紫外光的不同波長的光發(fā)射。BYW77G-200二極管在通信領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,用于信號的調(diào)制和解調(diào),實現(xiàn)信息的傳輸。
瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)是一種專門用于保護電路免受瞬態(tài)高電壓沖擊的器件。當(dāng)電路中出現(xiàn)瞬間的高電壓脈沖,如雷電感應(yīng)、靜電放電、電路開關(guān)瞬間產(chǎn)生的浪涌電壓等,TVS 能夠迅速響應(yīng),在極短時間內(nèi)進入反向雪崩擊穿狀態(tài),將過高的電壓鉗位在安全值,吸收多余的能量,保護電路中的其他敏感元件免受損壞。在電子設(shè)備的接口電路,如 USB 接口、以太網(wǎng)接口等,以及電源輸入輸出端,常接入 TVS 二極管進行防護。在汽車電子系統(tǒng)中,由于汽車運行環(huán)境復(fù)雜,存在各種電氣干擾和電壓瞬變,TVS 二極管廣泛應(yīng)用于汽車電子控制單元(ECU)、車載通信設(shè)備等的保護,確保汽車電子設(shè)備在惡劣電氣環(huán)境下可靠運行。
二極管按結(jié)構(gòu)可分為點接觸型、面接觸型和平面型。點接觸型二極管的 PN 結(jié)面積小,結(jié)電容低,適用于高頻信號檢波和小電流整流,如收音機中的信號處理;面接觸型二極管的 PN 結(jié)面積大,能承受較大電流與反向電壓,常用于電源整流電路;平面型二極管采用光刻、擴散等半導(dǎo)體制造工藝,精度高、穩(wěn)定性好,是集成電路中常用的二極管類型。制造過程中,通過摻雜技術(shù)在硅或鍺等本征半導(dǎo)體中引入雜質(zhì),形成 P 型和 N 型半導(dǎo)體;再經(jīng)晶圓切割、光刻、蝕刻、封裝等工序,將二極管制成適合不同應(yīng)用場景的形態(tài),其性能與制造工藝的精度密切相關(guān)。二極管是電子元件的基石,廣泛應(yīng)用于各類電路中。
雙向觸發(fā)二極管是一種具有對稱結(jié)構(gòu)的二極管,無論其兩端加正向電壓還是反向電壓,當(dāng)電壓達到一定值(轉(zhuǎn)折電壓)時,二極管都會導(dǎo)通。在觸發(fā)電路中,雙向觸發(fā)二極管常用于晶閘管(可控硅)的觸發(fā)控制。例如在交流調(diào)光電路中,通過控制雙向觸發(fā)二極管的導(dǎo)通時刻,進而控制晶閘管的導(dǎo)通角,實現(xiàn)對交流電壓的調(diào)節(jié),從而達到調(diào)節(jié)燈光亮度的目的。在一些電機調(diào)速電路、功率控制電路中,雙向觸發(fā)二極管也發(fā)揮著類似的作用,通過精確控制電路的觸發(fā)時刻,實現(xiàn)對電路功率的調(diào)節(jié)和設(shè)備的穩(wěn)定運行,是實現(xiàn)電路靈活控制的重要器件之一。發(fā)光二極管能將電能轉(zhuǎn)化為光能,照亮我們的生活。STD2NC45-1 MOS(場效應(yīng)管)
當(dāng)二極管反向偏置時,即正極接低電位,負極接高電位,二極管截止,電流很小。PMPB48EP SOT1220
利用二極管的單向?qū)щ娞匦钥梢栽谥骰芈分写?lián)一個二極管實現(xiàn)低成本且可靠的防反接功能。當(dāng)電源極性接反時二極管處于截止?fàn)顟B(tài)阻止電流通過從而保護電路中的其他元器件不受損壞。倍壓電路是一種利用二極管的單向?qū)щ娞匦詫崿F(xiàn)電源電壓倍增的電路。通過多個二極管和電容器的組合可以將較低的輸入電壓轉(zhuǎn)換為較高的輸出電壓滿足電路對高電壓的需求。倍壓電路廣泛應(yīng)用于高壓發(fā)生器、靜電除塵等領(lǐng)域。電壓鉗位電路是一種利用二極管將電路中的電壓限制在一定范圍內(nèi)的電路。當(dāng)電路中的電壓超過設(shè)定值時二極管會導(dǎo)通并將多余的電壓鉗制在二極管的正向?qū)妷夯蚍聪驌舸╇妷荷蠌亩Wo電路中的其他元器件不受過高電壓的損害。電壓鉗位電路廣泛應(yīng)用于各種保護電路中確保電路的安全可靠運行。PMPB48EP SOT1220