二极管在电源整流电路中扮演着不可或缺的角色,它是实现交流电向直流电转换的关键元件,为各种电子设备提供稳定的直流电源。在半波整流电路中,只需一个二极管即可完成基本的整流功能。当交流电压输入时,在正半周,二极管处于正向导通状态,电流可以顺利通过二极管流向负载。此时,负载上得到与交流电压正半周相同形状的电压。而在负半周,二极管承受反向电压而截止,负载中没有电流通过。这样,在负载两端就形成了一个脉动的直流电压,虽然这种半波整流方式简单,但效率较低,因为它只利用了交流电的半个周期。不过,在一些对电源要求不高、功率较小的电路中,如简单的电池充电器或小型电子玩具中,半波整流电路由于其简单性和成本低的优点仍然有一定的应用。发光二极管(LED)通过注入电流发光,色彩鲜艳、能耗低,广泛应用于照明、显示屏背光源等领域。STF5N95K3 其他被动元件
在电路中,二极管还可以起到限流的作用。当电路中的电流过大时,二极管会导通并分流一部分电流,从而保护其他元器件不受损坏。特别是在LED照明电路中,二极管可以有效限制LED灯的电流,延长其使用寿命。在开关电源的电感中和继电器等感性负载中,二极管还起到续流的作用。当开关管关断时,电感中的电流不能突变,会产生一个反向的感应电动势。此时,二极管导通并形成一个通路,消耗掉这个反向电动势产生的能量,保护电路中的其他元器件不受损坏。STF5N95K3 其他被动元件当二极管的正极接高电位,负极接低电位时,二极管处于导通状态。

二极管的正向特性曲线描述了二极管正向导通时电流与电压之间的关系。在正向特性曲线的起始阶段,当正向电压较小时,二极管的正向电流非常小,几乎可以忽略不计,此时二极管处于死区。随着正向电压的增加,当电压超过死区电压后,二极管的正向电流开始迅速增加,并且电流与电压之间近似呈指数关系。不同材料的二极管,其死区电压和正向特性曲线的斜率有所不同。例如,硅二极管的死区电压约为 0.5V,锗二极管的死区电压约为 0.1V。通过对正向特性曲线的研究,可以了解二极管的导通特性,为电路设计中选择合适的二极管提供依据。
快恢复二极管(FRD)是一种具有较短反向恢复时间的二极管,其反向恢复时间一般在几百纳秒以内,适用于高频整流和开关电路。与普通整流二极管相比,快恢复二极管在从导通状态切换到截止状态时,能够更快地阻断反向电流,减少反向恢复损耗和电压尖峰,降低电路的电磁干扰。在功率因数校正(PFC)电路、不间断电源(UPS)、电机驱动电路等功率电子设备中,快恢复二极管常与功率开关器件配合使用,实现高效的电能转换和控制。其制造工艺通常采用掺金、铂等杂质或电子辐照技术,缩短少数载流子的寿命,从而加快反向恢复速度。在设计功率电路时,合理选择快恢复二极管的参数,如反向耐压、正向电流和反向恢复时间,对于提高电路的可靠性和效率至关重要。二极管的正向电阻远小于反向电阻,这是其单向导电性的基础。

普通二极管,如常见的硅二极管和锗二极管,具有较为典型的伏安特性。硅二极管的正向导通电压约为 0.7V,锗二极管则约为 0.3V。在电子电路中,普通二极管常被用于整流电路,将交流电转换为直流电。例如在简单的半波整流电路里,二极管在交流电正半周导通,负半周截止,从而输出单向脉动直流电。在一些信号检测电路中,普通二极管还可用于检波,从调制信号中提取出原信号,普遍应用于收音机、电视机等设备的信号处理环节,是电子领域较基础且应用非常普遍的器件之一。整流二极管凭借单向导电特性,可将交流电转换为直流电,为电源适配器提供稳定的直流输出。TIPL761C
在未来的电子设备中,二极管将继续发挥重要作用,推动电子技术的不断进步。STF5N95K3 其他被动元件
二极管的种类繁多,按材料分类是其中一种重要的方式,不同材料制成的二极管具有各自独特的性能和应用场景。锗是一开始用于制造二极管的材料之一。锗二极管具有较低的正向电压降,一般在 0.2 - 0.3V 左右。这使得它在一些对电压要求较低的电路中表现出色。例如,在早期的收音机等音频电路中,锗二极管可以在较低的电源电压下正常工作,有效地对音频信号进行整流等处理。然而,锗二极管也有一些缺点,它的反向漏电流相对较大,这意味着在反向电压下,仍有一定量的电流通过,这在某些高精度要求的电路中可能会带来问题。STF5N95K3 其他被动元件