發(fā)光二極管(LED)的工作原理基于半導(dǎo)體的電致發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng) LED 的 PN 結(jié)正向?qū)〞r(shí),注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合,多余的能量以光的形式釋放出來。不同材料的 LED 可發(fā)出不同顏色的光,如常見的氮化鎵基 LED 可發(fā)藍(lán)光,通過與熒光粉組合還能實(shí)現(xiàn)白光照明。在照明領(lǐng)域,LED 憑借其節(jié)能、長壽命、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢,已普遍取代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈,用于室內(nèi)外照明、汽車大燈等場景。在顯示領(lǐng)域,LED 顯示屏以其高亮度、高對比度、廣視角等特性,在廣告牌、電子看板、電視屏幕等方面得到大量應(yīng)用,成為信息展示的重要載體。二極管的發(fā)明推動了電子技術(shù)發(fā)展,是電路世界的重要基石。BZX384-A12X
二極管按結(jié)構(gòu)可分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型。點(diǎn)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(jī)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(kuò)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)。74LV74D,118單片機(jī)SOT108-1二三極管原廠直營隨著技術(shù)的進(jìn)步,新型二極管不斷涌現(xiàn),為電子產(chǎn)業(yè)帶來更多可能性。
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(jìn)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(shí),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(shí),二極管導(dǎo)通,將信號電壓限制在一個(gè)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(shí)現(xiàn),如串聯(lián)一個(gè)電阻和一個(gè)二極管,或者使用多個(gè)二極管組成的雙向限幅電路,從而對信號的正、負(fù)半周都進(jìn)行幅度限制。
二極管是一種具有單向?qū)щ娞匦缘陌雽?dǎo)體器件,由一個(gè) PN 結(jié)、電極引線和外殼封裝而成。PN 結(jié)是其重要結(jié)構(gòu),P 型半導(dǎo)體一側(cè)帶正電,富含空穴;N 型半導(dǎo)體一側(cè)帶負(fù)電,含有大量自由電子。當(dāng)二極管兩端施加正向電壓(陽極接正,陰極接負(fù))且超過其導(dǎo)通閾值(硅管約 0.7V,鍺管約 0.3V)時(shí),PN 結(jié)變窄,載流子擴(kuò)散形成正向電流,此時(shí)二極管處于導(dǎo)通狀態(tài);而施加反向電壓時(shí),PN 結(jié)變寬,只存在微弱的反向飽和電流,二極管截止。這種單向?qū)щ娞匦允苟O管能夠?qū)崿F(xiàn)整流、限幅、穩(wěn)壓等功能,廣泛應(yīng)用于各類電子電路中,如同電路中的 “單向閥門”,控制電流的流向與大小。二極管按材料可分為硅管和鍺管,二者在性能上略有差異。
在電路中,二極管還可以起到限流的作用。當(dāng)電路中的電流過大時(shí),二極管會導(dǎo)通并分流一部分電流,從而保護(hù)其他元器件不受損壞。特別是在LED照明電路中,二極管可以有效限制LED燈的電流,延長其使用壽命。在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中,二極管還起到續(xù)流的作用。當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí),電感中的電流不能突變,會產(chǎn)生一個(gè)反向的感應(yīng)電動勢。此時(shí),二極管導(dǎo)通并形成一個(gè)通路,消耗掉這個(gè)反向電動勢產(chǎn)生的能量,保護(hù)電路中的其他元器件不受損壞。瞬態(tài)抑制二極管(TVS)在遭遇浪涌電壓時(shí)迅速導(dǎo)通泄流,為電子設(shè)備提供可靠的過電壓保護(hù)。STD30PF03L
選擇合適的二極管對于電路的穩(wěn)定性和效率至關(guān)重要。BZX384-A12X
二極管陣列是將多個(gè)二極管集成在一個(gè)芯片上,形成具有特定功能的器件。這些二極管可以單獨(dú)工作,也可以根據(jù)電路設(shè)計(jì)協(xié)同工作。二極管陣列具有體積小、一致性好、便于安裝和電路設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)。在圖像傳感器中,二極管陣列可作為像素單元,將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,通過對每個(gè)二極管輸出信號的處理,實(shí)現(xiàn)圖像的采集和成像。在一些通信電路中,二極管陣列用于信號的多路復(fù)用和解復(fù)用,提高通信系統(tǒng)的傳輸效率。在電子測試設(shè)備中,二極管陣列可用于模擬不同的電路狀態(tài),進(jìn)行電路性能測試和故障診斷,在現(xiàn)代電子系統(tǒng)的小型化、集成化設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要作用。BZX384-A12X