發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)換為光能的半導(dǎo)體器件,工作時正向電流通過 PN 結(jié),電子與空穴復(fù)合釋放能量,以光子形式發(fā)出光線。LED 具有發(fā)光效率高、壽命長、響應(yīng)速度快、體積小、環(huán)保無污染等優(yōu)點。其發(fā)光顏色由半導(dǎo)體材料和摻雜元素決定,涵蓋紅、綠、藍等可見光及紅外光波段。在照明領(lǐng)域,LED 已逐步取代傳統(tǒng)白熾燈和熒光燈,通過將多個 LED 芯片組合成燈珠、燈帶或燈具,可實現(xiàn)不同亮度和色溫的照明效果。此外,LED 還廣泛應(yīng)用于顯示屏、指示燈、汽車照明等場景,其驅(qū)動電路需根據(jù) LED 的伏安特性設(shè)計,確保穩(wěn)定發(fā)光,同時通過 PWM 調(diào)光技術(shù)調(diào)節(jié)亮度,滿足多樣化的應(yīng)用需求。二極管在電路中可起開關(guān)、整流、限幅、檢波等多種基礎(chǔ)作用。STP12NM50FD
在汽車電子領(lǐng)域,二極管的應(yīng)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(yīng)。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。STB55NF06T4小信號二極管適用于微弱信號的檢波與開關(guān)。

隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、量子計算等新興技術(shù)的快速發(fā)展,二極管有望在這些領(lǐng)域展現(xiàn)新的應(yīng)用潛力。在人工智能的邊緣計算設(shè)備中,低功耗、高性能的二極管可用于信號處理和數(shù)據(jù)傳輸,為設(shè)備的實時運算提供支持。在物聯(lián)網(wǎng)的傳感器節(jié)點中,各種特殊功能的二極管,如磁敏二極管、熱敏二極管等,可作為感知外界環(huán)境信息的關(guān)鍵元件,實現(xiàn)對溫度、磁場、壓力等多種物理量的精確監(jiān)測。在量子計算領(lǐng)域,二極管可能在量子比特的控制和量子信號的處理方面發(fā)揮作用,盡管目前相關(guān)研究尚處于探索階段,但二極管憑借其獨特的電學(xué)特性,有望為新興技術(shù)的突破和發(fā)展貢獻力量,開啟電子器件應(yīng)用的新篇章。
穩(wěn)壓二極管(齊納二極管)利用反向擊穿特性實現(xiàn)穩(wěn)壓功能。當(dāng)反向電壓達到其擊穿電壓時,即使電流在較大范圍內(nèi)變化,二極管兩端的電壓仍能保持基本穩(wěn)定。穩(wěn)壓電路中,穩(wěn)壓二極管與限流電阻串聯(lián)接入電源,通過調(diào)整限流電阻的阻值,控制流過穩(wěn)壓二極管的電流,使其工作在反向擊穿區(qū)。這種電路常用于為電子設(shè)備提供穩(wěn)定的參考電壓,如在單片機系統(tǒng)中為芯片供電,確保電源電壓不受輸入電壓波動或負(fù)載變化的影響。與普通二極管不同,穩(wěn)壓二極管正常工作在反向擊穿狀態(tài),且具有良好的可逆性,只要電流和功耗控制在允許范圍內(nèi),不會因擊穿而損壞,是穩(wěn)定電壓的重要器件。二極管在整流橋中組成橋式整流電路。

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(dǎo)通,負(fù)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(yīng)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(yīng)用非常普遍的器件之一。變?nèi)荻O管通過電壓改變結(jié)電容值。STPS2030CT 整流器件
穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū),可穩(wěn)定電路電壓,常用于穩(wěn)壓電源設(shè)計。STP12NM50FD
二極管是一種具有單向?qū)щ娦缘碾娮釉?。它主要由半?dǎo)體材料構(gòu)成,常見的有硅和鍺。在二極管的結(jié)構(gòu)中,包含一個 P - N 結(jié)。當(dāng)二極管正向偏置時,即 P 區(qū)接電源正極,N 區(qū)接電源負(fù)極,二極管呈現(xiàn)出低電阻狀態(tài),電流能夠順利通過;而當(dāng)二極管反向偏置時,電流幾乎無法通過,此時二極管處于高電阻狀態(tài)。這種獨特的單向?qū)щ娞匦允沟枚O管在電子電路中被廣泛應(yīng)用。例如,在電源電路中,二極管可以防止電流反向流動,保護電路中的其他元件免受反向電流的損害。從微觀角度來看,正向偏置時,外電場與內(nèi)電場方向相反,削弱了內(nèi)電場,使得多數(shù)載流子能夠跨越 P - N 結(jié)形成電流;反向偏置時,外電場與內(nèi)電場方向相同,加強了內(nèi)電場,多數(shù)載流子難以跨越,只有少數(shù)載流子形成微弱的反向電流。STP12NM50FD