二极管是一种具有单向导电特性的半导体器件,由一个 PN 结、电极引线和外壳封装而成。PN 结是其重要结构,P 型半导体一侧带正电,富含空穴;N 型半导体一侧带负电,含有大量自由电子。当二极管两端施加正向电压(阳极接正,阴极接负)且超过其导通阈值(硅管约 0.7V,锗管约 0.3V)时,PN 结变窄,载流子扩散形成正向电流,此时二极管处于导通状态;而施加反向电压时,PN 结变宽,只存在微弱的反向饱和电流,二极管截止。这种单向导电特性使二极管能够实现整流、限幅、稳压等功能,广泛应用于各类电子电路中,如同电路中的 “单向阀门”,控制电流的流向与大小。整流二极管凭借单向导电特性,可将交流电转换为直流电,为电源适配器提供稳定的直流输出。74LV04BQ
瞬态抑制二极管(TVS)是一种用于保护电子电路免受瞬态过电压冲击的半导体器件,又称瞬态电压抑制器,具备响应速度快、钳位电压准确、浪涌承受能力强等特点,是电子设备防雷、过压保护的主要元件。当电路中出现雷击、静电放电、电网波动等瞬态过电压时,TVS二极管会迅速击穿导通,将过电压钳位在安全范围内,分流浪涌电流,保护后续精密元件不被损坏。TVS二极管广泛应用于电源接口、通信接口、汽车电子、工业控制、消费电子等领域,根据封装形式可分为插件式和贴片式,适配不同的PCB设计需求,是提升电子设备可靠性的关键保护器件。PMDPB55XP SOT1118二极管的 PN 结结构是实现单向导电的关键,决定其电气性能参数。

在消费电子领域,二极管的应用无处不在,是保障设备正常运行的基础元件。手机、电脑、平板电脑等设备的电源模块中,整流二极管实现交流电到直流电的转换,稳压二极管稳定供电电压,TVS二极管保护接口免受过压冲击。手机屏幕的背光、指示灯,采用LED二极管实现节能发光;摄像头的 autofocus 模块,利用变容二极管调节焦距;充电接口的防反接功能,通过二极管的单向导电性实现。消费电子对二极管的要求是体积小、功耗低、可靠性高,贴片式LED、肖特基二极管、TVS二极管等成为主流选择,助力消费电子向小型化、轻量化、智能化升级。
桥式整流电路是目前应用非常普遍的整流方式。它由四个二极管组成一个桥式结构。当交流电压输入时,在正半周,两个二极管导通,电流通过这两个二极管和负载;在负半周,另外两个二极管导通,电流通过这两个二极管和负载。桥式整流电路的优点明显,它不需要中心抽头的变压器,而且对变压器次级绕组的利用率更高,输出的直流电压脉动更小。在几乎所有的现代电子设备电源中,如电脑电源、手机充电器等,都采用了桥式整流电路。它可以适应不同的交流输入电压范围,并且可以与后续的滤波、稳压电路更好地配合,为电子设备提供高质量的直流电源,确保设备的稳定运行。此外,在一些特殊的电源整流应用中,如高压电源整流,会使用高压整流二极管。这些二极管能够承受极高的反向电压,确保在高电压环境下正常工作,为X光机、高压静电发生器等设备提供所需的直流高压电源。稳压二极管工作于反向击穿区,能稳定输出电压,保障电路供电稳定。

稳压二极管(齐纳二极管)利用反向击穿特性实现稳压功能。当反向电压达到其击穿电压时,即使电流在较大范围内变化,二极管两端的电压仍能保持基本稳定。稳压电路中,稳压二极管与限流电阻串联接入电源,通过调整限流电阻的阻值,控制流过稳压二极管的电流,使其工作在反向击穿区。这种电路常用于为电子设备提供稳定的参考电压,如在单片机系统中为芯片供电,确保电源电压不受输入电压波动或负载变化的影响。与普通二极管不同,稳压二极管正常工作在反向击穿状态,且具有良好的可逆性,只要电流和功耗控制在允许范围内,不会因击穿而损坏,是稳定电压的重要器件。二极管的反向击穿电压是关键参数,选型需高于电路最大反向电压。PSMN130-200DMOS(场效应管)
快恢复二极管反向恢复时间短,适用于开关电源、逆变器等高频设备。74LV04BQ
二极管的主要参数是选择和应用二极管的关键,不同参数决定了二极管的工作特性和适用场景,掌握二极管的主要参数,能够确保二极管在电路中稳定、可靠地工作,避免因参数不匹配导致器件损坏或电路故障。二极管的主要参数包括正向压降、正向电流、反向耐压、反向漏电流、开关速度、结电容等。正向压降是指二极管正向导通时两端的电压,硅管约0.7V,锗管约0.2V,肖特基二极管约0.2-0.4V,正向压降越小,导通损耗越小,适用于低压电路。正向电流是指二极管长期工作时允许通过的最大正向电流,超过该电流会导致二极管过热损坏,选择时需根据电路的工作电流确定,确保实际电流不超过正向电流最大值。反向耐压是指二极管反向截止时能够承受的最大反向电压,超过该电压会导致二极管反向击穿损坏,选择时需根据电路的反向电压确定,通常需预留一定的安全余量。反向漏电流是指二极管反向截止时的微弱电流,漏电流越小,二极管的稳定性越好,硅二极管的漏电流远小于锗二极管。开关速度和结电容主要影响二极管在高频电路中的性能,开关速度越快、结电容越小,越适合高频场景。74LV04BQ