在电子技术飞速发展的如今,二极管作为基础的电子元件,发挥着不可替代的作用。它仿佛电子世界的守护者,默默地守护着电路的安全。二极管是由半导体材料制成的电子器件,具有单向导电性。其重要特点是只允许电流在一个方向上流动,有效防止电流的反向流动,从而保护电路免受反向电压的损害。这一特性使得二极管在各种电路中得以广泛应用。在交流电的世界里,二极管的作用尤为突出。当交流电的正负半周到来时,二极管能够快速响应,确保电流始终沿着一个方向流动。这不仅简化了电路设计,还很大程度上提高了电路的效率和稳定性。随着科技的发展,新型二极管如肖特基二极管等不断涌现,为电子设备性能的提升提供了更多可能。STGWT38IH130D
二极管是一种具有单向导电性的电子元件。它主要由半导体材料构成,常见的有硅和锗。在二极管的结构中,包含一个 P - N 结。当二极管正向偏置时,即 P 区接电源正极,N 区接电源负极,二极管呈现出低电阻状态,电流能够顺利通过;而当二极管反向偏置时,电流几乎无法通过,此时二极管处于高电阻状态。这种独特的单向导电特性使得二极管在电子电路中被广泛应用。例如,在电源电路中,二极管可以防止电流反向流动,保护电路中的其他元件免受反向电流的损害。从微观角度来看,正向偏置时,外电场与内电场方向相反,削弱了内电场,使得多数载流子能够跨越 P - N 结形成电流;反向偏置时,外电场与内电场方向相同,加强了内电场,多数载流子难以跨越,只有少数载流子形成微弱的反向电流。STF10NM65N二极管通过控制电流的通断,实现了电子设备中的信号处理和逻辑运算。
二极管特性参数:反向特性外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。[4]一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反向饱和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激发,少数载流子数目增加,反向饱和电流也随之增加。[4]击穿特性外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热,则单向导电性不一定会被**破坏,在撤除外加电压后,其性能仍可恢复,否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。[5]反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。在高掺杂浓度的情况下,因势垒区宽度很小,反向电压较大时,破坏了势垒区内共价键结构,使价电子脱离共价键束缚,产生电子-空穴对,致使电流急剧增大,这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较低,势垒区宽度较宽,不容易产生齐纳击穿。[5]另一种击穿为雪崩击穿。
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。二极管具有单向导电性,是整流、开关电路的关键。
最大正向电流是二极管的一个重要参数。它表示二极管在正常工作情况下能够承受的最大正向电流值。如果流过二极管的正向电流超过这个最大值,二极管可能会因为过热而损坏。这个参数取决于二极管的材料、结构和封装形式等因素。例如,大功率二极管通常具有较大的最大正向电流值,这是因为它们采用了特殊的材料和封装设计,具有更好的散热性能。在电路设计中,必须根据实际工作电流来选择合适的二极管,确保二极管的最大正向电流大于实际工作电流,以保证二极管的安全可靠运行。二极管在电子电路中扮演着重要角色,是构成各种电子设备不可或缺的基础元件。STP85NF55L
当二极管的正极接高电位,负极接低电位时,二极管处于导通状态。STGWT38IH130D
利用二极管的单向导电特性可以在主回路中串联一个二极管实现低成本且可靠的防反接功能。当电源极性接反时二极管处于截止状态阻止电流通过从而保护电路中的其他元器件不受损坏。倍压电路是一种利用二极管的单向导电特性实现电源电压倍增的电路。通过多个二极管和电容器的组合可以将较低的输入电压转换为较高的输出电压满足电路对高电压的需求。倍压电路广泛应用于高压发生器、静电除尘等领域。电压钳位电路是一种利用二极管将电路中的电压限制在一定范围内的电路。当电路中的电压超过设定值时二极管会导通并将多余的电压钳制在二极管的正向导通电压或反向击穿电压上从而保护电路中的其他元器件不受过高电压的损害。电压钳位电路广泛应用于各种保护电路中确保电路的安全可靠运行。STGWT38IH130D