二極管的反向特性曲線反映了二極管在反向偏置時的電流與電壓的關(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。當反向電壓較小時,反向電流幾乎保持不變,這個電流稱為反向飽和電流。隨著反向電壓的繼續(xù)增加,當反向電壓達到二極管的擊穿電壓時,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。二極管結(jié)構(gòu)簡單,但其功能在電子領(lǐng)域中不可或缺。STB20NM50FD
普通二極管,如常見的硅二極管和鍺二極管,具有較為典型的伏安特性。硅二極管的正向?qū)妷杭s為 0.7V,鍺二極管則約為 0.3V。在電子電路中,普通二極管常被用于整流電路,將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。例如在簡單的半波整流電路里,二極管在交流電正半周導通,負半周截止,從而輸出單向脈動直流電。在一些信號檢測電路中,普通二極管還可用于檢波,從調(diào)制信號中提取出原信號,普遍應用于收音機、電視機等設(shè)備的信號處理環(huán)節(jié),是電子領(lǐng)域較基礎(chǔ)且應用非常普遍的器件之一。STP70N10F4變?nèi)荻O管的結(jié)電容隨反向電壓變化而改變,常用于無線電調(diào)諧電路,實現(xiàn)頻道頻率的準確調(diào)節(jié)。
變?nèi)荻O管利用了 PN 結(jié)的電容隨反向電壓變化的特性。當反向電壓增大時,PN 結(jié)的空間電荷區(qū)變寬,等效電容減?。环粗?,反向電壓減小時,電容增大。在電子調(diào)諧電路中,變?nèi)荻O管被廣泛應用。例如在收音機的調(diào)諧電路里,通過改變加在變?nèi)荻O管兩端的電壓,調(diào)整其電容值,從而改變 LC 諧振回路的諧振頻率,實現(xiàn)對不同頻率電臺信號的接收。在電視機的高頻頭中,變?nèi)荻O管同樣用于頻道調(diào)諧,使電視能夠準確接收不同頻道的節(jié)目信號,為用戶提供豐富的視聽選擇,在電子設(shè)備的頻率調(diào)節(jié)和信號處理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
太陽能電池中也用到了二極管的原理。太陽能電池的重點是 P - N 結(jié),當太陽光照射到太陽能電池的半導體材料上時,光子激發(fā)產(chǎn)生電子 - 空穴對。在 P - N 結(jié)內(nèi)建電場的作用下,電子向 N 區(qū)移動,空穴向 P 區(qū)移動,從而在太陽能電池的兩端產(chǎn)生電勢差。為了防止太陽能電池在夜間或無光照條件下,蓄電池中的電流反向流入太陽能電池,通常會在太陽能電池的輸出端連接一個二極管,這個二極管起到了單向?qū)ǖ淖饔?,保護了太陽能電池和蓄電池。此外,在太陽能電池的陣列中,二極管還可以用于防止局部陰影等原因?qū)е碌碾娏鞣聪蛄鲃樱_保整個太陽能發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。快恢復二極管具有極短的反向恢復時間,在開關(guān)電源中快速切換電流方向,提升電源轉(zhuǎn)換效率。
在汽車電子領(lǐng)域,二極管的應用十分普遍。在汽車的發(fā)電機電路中,二極管組成的整流器將發(fā)電機產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為汽車的電氣系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電力供應。汽車的燈光系統(tǒng)中,發(fā)光二極管(LED)已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的白熾燈泡,LED 燈具有亮度高、壽命長、能耗低等優(yōu)點,提高了汽車燈光的性能和可靠性。在汽車的電子控制單元(ECU)中,二極管用于信號處理和電路保護。例如,在輸入信號線上使用二極管進行限幅,防止過高的電壓信號損壞 ECU。此外,在汽車的一些特殊電路中,如防抱死制動系統(tǒng)(ABS)等,二極管也發(fā)揮著不可或缺的作用。二極管在電子設(shè)備中廣泛應用,如電視機、計算機等。STTH30R06CW
當二極管反向偏置時,即正極接低電位,負極接高電位,二極管截止,電流很小。STB20NM50FD
LED的特性使其具有諸多優(yōu)勢。首先是它的高亮度。與傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈相比,LED在相同的電能消耗下能夠產(chǎn)生更高的亮度。這是因為LED的發(fā)光效率更高,它將電能轉(zhuǎn)化為光能的比例更大。例如,在照明領(lǐng)域,一個幾瓦的LED燈泡可以產(chǎn)生與幾十瓦的白熾燈相當?shù)牧炼?,?jié)省了能源。其次,LED的壽命極長。一般來說,LED的使用壽命可以達到數(shù)萬小時甚至更長。這是由于LED的發(fā)光原理決定的,它沒有傳統(tǒng)燈絲那樣容易燒斷的問題,也沒有熒光燈中的熒光粉老化等問題。在長期使用過程中,LED的亮度衰減相對緩慢,這使得它在需要長期穩(wěn)定照明的場合,如路燈、建筑物照明等應用中表現(xiàn)出色。STB20NM50FD