二極管的種類(lèi)繁多,按材料分類(lèi)是其中一種重要的方式,不同材料制成的二極管具有各自獨(dú)特的性能和應(yīng)用場(chǎng)景。鍺是一開(kāi)始用于制造二極管的材料之一。鍺二極管具有較低的正向電壓降,一般在 0.2 - 0.3V 左右。這使得它在一些對(duì)電壓要求較低的電路中表現(xiàn)出色。例如,在早期的收音機(jī)等音頻電路中,鍺二極管可以在較低的電源電壓下正常工作,有效地對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行整流等處理。然而,鍺二極管也有一些缺點(diǎn),它的反向漏電流相對(duì)較大,這意味著在反向電壓下,仍有一定量的電流通過(guò),這在某些高精度要求的電路中可能會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。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(guò)電壓保護(hù)。2N6401
肖特基二極管是一種基于金屬 - 半導(dǎo)體結(jié)的二極管,與普通 PN 結(jié)二極管相比,具有正向壓降?。s 0.3 - 0.5V)、反向恢復(fù)時(shí)間極短(幾乎為零)、開(kāi)關(guān)速度快等明顯優(yōu)勢(shì)。這些特性使其在高頻電路中表現(xiàn)出色,如在開(kāi)關(guān)電源的同步整流電路中,肖特基二極管可降低導(dǎo)通損耗,提高電源轉(zhuǎn)換效率;在高頻逆變器、DC - DC 轉(zhuǎn)換器中,快速的開(kāi)關(guān)特性減少了電路的能量損耗和電磁干擾。此外,肖特基二極管的低正向壓降也適用于低壓大電流的應(yīng)用場(chǎng)景,如鋰電池保護(hù)電路。但肖特基二極管的反向耐壓一般較低,通常在 100V 以下,在選型時(shí)需根據(jù)電路的實(shí)際需求,權(quán)衡其性能優(yōu)勢(shì)與耐壓限制,充分發(fā)揮其在高頻、低壓電路中的作用。74LVT244AD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(lái)更多可能性。
硅是目前應(yīng)用非常普遍的二極管材料。硅二極管的正向電壓降通常在 0.6 - 0.7V 左右。雖然這個(gè)電壓降比鍺二極管高,但硅二極管的優(yōu)點(diǎn)非常突出。它的反向漏電流極小,能夠在較高的反向電壓下保持良好的截止特性。這使得硅二極管在大多數(shù)電子電路中成為優(yōu)先選擇,無(wú)論是在電源整流電路、數(shù)字電路中的信號(hào)處理還是在其他各種電子設(shè)備的電路中,硅二極管都能穩(wěn)定可靠地工作。比如在計(jì)算機(jī)的電源電路中,硅二極管可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為計(jì)算機(jī)內(nèi)部的各個(gè)元件提供穩(wěn)定的直流電源,同時(shí)有效防止反向電流對(duì)電路的損害。
快恢復(fù)二極管的主要特點(diǎn)是反向恢復(fù)時(shí)間短,一般在幾百納秒以內(nèi),相較于普通二極管有大幅提升。這一性能優(yōu)勢(shì)使其在開(kāi)關(guān)電源等需要快速開(kāi)關(guān)動(dòng)作的電路中得到廣泛應(yīng)用。在開(kāi)關(guān)電源的整流電路,功率開(kāi)關(guān)管頻繁導(dǎo)通和截止,產(chǎn)生高頻脈沖電壓??旎謴?fù)二極管能夠迅速響應(yīng)開(kāi)關(guān)管的動(dòng)作,在開(kāi)關(guān)管截止時(shí)快速截止,減少反向恢復(fù)電流帶來(lái)的能量損耗和電壓尖峰,提高電源的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。同時(shí),其快速開(kāi)關(guān)特性有助于減小電源的體積和重量,滿足現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)高效、小型化電源的需求,在各類(lèi)電子設(shè)備的電源模塊中占據(jù)重要地位。二極管的正向電阻遠(yuǎn)小于反向電阻,這是其單向?qū)щ娦缘幕A(chǔ)。
在信號(hào)處理領(lǐng)域,二極管也有著重要的應(yīng)用。在限幅電路中,二極管可以限制信號(hào)的幅度。當(dāng)輸入信號(hào)的幅度超過(guò)一定值時(shí),二極管開(kāi)始導(dǎo)通,將信號(hào)的幅度限制在一個(gè)特定的范圍內(nèi),從而保護(hù)后續(xù)電路免受過(guò)大信號(hào)的損害。在檢波電路中,二極管用于從已調(diào)幅的高頻信號(hào)中提取出原始的低頻信號(hào)。在高頻信號(hào)通過(guò)二極管時(shí),由于二極管的單向?qū)щ娦?,只有信?hào)的正半周或負(fù)半周能夠通過(guò),經(jīng)過(guò)后續(xù)的濾波等處理,就可以得到原始的低頻信號(hào)。此外,二極管還可以用于信號(hào)的邏輯運(yùn)算,如在數(shù)字電路中,二極管可以與其他邏輯元件組合,實(shí)現(xiàn)與、或、非等邏輯功能。深入了解二極管的工作原理,有助于更好地應(yīng)用它于實(shí)際電路中。STD12NM50ND
二極管在整流電路中扮演關(guān)鍵角色,將交流電變?yōu)橹绷麟姟?N6401
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(hào)檢波和小電流整流,如收音機(jī)中的信號(hào)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(lèi)型。制造過(guò)程中,通過(guò)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(chǎng)景的形態(tài),其性能與制造工藝的精度密切相關(guān)。2N6401