PIN 二極管由 P 型半導(dǎo)體、本征半導(dǎo)體(I 層)和 N 型半導(dǎo)體組成,其 I 層較厚。這種特殊結(jié)構(gòu)使 PIN 二極管在正向偏置時(shí),呈現(xiàn)低電阻狀態(tài),類似于導(dǎo)通的開關(guān);在反向偏置時(shí),呈現(xiàn)高電阻狀態(tài),類似于斷開的開關(guān)。在射頻(RF)電路中,PIN 二極管常被用作射頻開關(guān)。例如在手機(jī)的天線切換電路中,通過控制 PIN 二極管的導(dǎo)通和截止,實(shí)現(xiàn)不同頻段天線的切換,使手機(jī)能夠在不同通信環(huán)境下穩(wěn)定接收和發(fā)送信號。在射頻功率放大器的電路中,PIN 二極管也可用于功率控制和信號切換,確保射頻電路在不同工作狀態(tài)下的高效運(yùn)行,是實(shí)現(xiàn)射頻信號靈活處理和控制的關(guān)鍵器件。在數(shù)字電路中,二極管常用作開關(guān)元件,實(shí)現(xiàn)邏輯功能。PEMX1,315 超小型管
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。PMFPB8032XP,115 MOS(場效應(yīng)管)雙向觸發(fā)二極管可雙向?qū)?,在晶閘管觸發(fā)電路中作為觸發(fā)器件,控制電路的通斷與功率調(diào)節(jié)。
瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)是一種專門用于保護(hù)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(shí)間內(nèi)進(jìn)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(hù)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(jìn)行防護(hù)。在汽車電子系統(tǒng)中,由于汽車運(yùn)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(hù),確保汽車電子設(shè)備在惡劣電氣環(huán)境下可靠運(yùn)行。
二極管的反向特性曲線反映了二極管在反向偏置時(shí)的電流與電壓的關(guān)系。在反向偏置的情況下,二極管中只有少數(shù)載流子形成的微弱反向電流。當(dāng)反向電壓較小時(shí),反向電流幾乎保持不變,這個(gè)電流稱為反向飽和電流。隨著反向電壓的繼續(xù)增加,當(dāng)反向電壓達(dá)到二極管的擊穿電壓時(shí),二極管的反向電流會急劇增加。如果不加以限制,過大的反向電流會導(dǎo)致二極管損壞。不過,在穩(wěn)壓二極管中,正是利用了這種反向擊穿特性來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。通過對反向特性曲線的分析,可以了解二極管的反向耐壓能力和擊穿特性。二極管在發(fā)光二極管(LED)中的應(yīng)用,使得現(xiàn)代照明技術(shù)更加節(jié)能高效。
在功率放大器中,二極管扮演著保護(hù)晶體管、限制電流的重要角色。當(dāng)電流過大時(shí),二極管會導(dǎo)通并提供一條安全的電流路徑,防止晶體管被燒毀。同時(shí),二極管還可以作為限流器使用,通過限制電流來達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。濾波器是電源中不可或缺的重要部件之一。在濾波器中,二極管利用其單向?qū)щ娞匦詫?shí)現(xiàn)信號的整流和穩(wěn)壓作用。當(dāng)交流信號輸入到濾波器中時(shí),二極管將正負(fù)半周的信號分別變?yōu)閱蜗驅(qū)ǖ碾娏鬏敵?;同時(shí),在反向電壓下二極管還可以起到穩(wěn)壓作用,確保電源輸出的穩(wěn)定性和可靠性。二極管在電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用,如電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等。74HC688D,652
二極管在電路中能夠穩(wěn)定電壓,防止電壓波動對設(shè)備造成損害。PEMX1,315 超小型管
雙基極二極管具有獨(dú)特的負(fù)阻特性,由一個(gè) PN 結(jié)和兩個(gè)基極組成。在特定的電路條件下,雙基極二極管可用于構(gòu)成弛張振蕩器。當(dāng)在雙基極二極管的發(fā)射極加上正向電壓,且電壓達(dá)到一定值(峰點(diǎn)電壓)時(shí),二極管導(dǎo)通,發(fā)射極電流迅速增大,進(jìn)入負(fù)阻區(qū),電壓下降。當(dāng)發(fā)射極電流減小到一定值(谷點(diǎn)電流)時(shí),二極管截止,電壓再次上升,如此反復(fù),形成周期性的振蕩信號。在一些定時(shí)電路、脈沖發(fā)生器電路中,雙基極二極管構(gòu)成的弛張振蕩器可產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖信號,用于控制電路的工作節(jié)奏和定時(shí)操作,如在電子鬧鐘的定時(shí)電路、晶閘管觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生電路等方面有廣泛應(yīng)用。PEMX1,315 超小型管