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二极管的种类以及作用

一、基础核心:PN结二极管这是所有二极管的鼻祖,基于P型和N型半导体结合形成PN结。特点:单向导电性(正向导通,反向截止
一、基础核心:PN结二极管

这是所有二极管的鼻祖,基于P型和N型半导体结合形成PN结。

特点:单向导电性(正向导通,反向截止),导通压降约为0.6-0.7V(硅管)。

主要应用:

整流:将交流电转换为脉动直流电,是电源适配器、充电器的核心元件。

保护:在继电器线圈、电机等感性负载两端反向并联,提供续流通路,防止反向高压击穿驱动电路(续流二极管)。

隔离:防止电源反接损坏电路。

钳位:将信号电压限制在一定范围内。

二、按功能与特性细分的常见二极管种类1. 整流二极管

专门为功率整流而优化设计的二极管。

特点:能承受较高的反向电压和较大的正向电流,但开关速度较慢。

应用:工频电源整流(如桥式整流堆)、大电流整流电路。

2. 快恢复二极管 / 肖特基二极管

用于高频、高速开关场合。

快恢复二极管:

特点:反向恢复时间极短(可至纳秒级)。

应用:高频开关电源(如电脑主板、显卡的DC-DC变换器)、逆变器、UPS不间断电源中的续流和整流。

肖特基二极管:

特点:基于金属-半导体结,正向压降低(约0.2-0.4V),开关速度极快,但反向漏电流大,耐压低。

应用:高频、低压、大电流电路,如开关电源的输出整流、高频信号检波、防止MOS管栅源击穿。

3. 稳压二极管

利用二极管在反向击穿时电压稳定的特性工作。

特点:工作在反向击穿区,击穿电压稳定。是少数故意工作在反向状态的二极管。

应用:

电压基准:为电路提供稳定的参考电压。

过压保护:并联在敏感器件或电源输入端,吸收浪涌电压。

简易稳压电源:用于小电流、对精度要求不高的稳压场合。

发光二极管

将电能直接转化为光能的二极管。

特点:正向导通时发光,颜色由材料决定(红、绿、蓝、白等),亮度与电流成正比。

应用:

指示灯:设备状态指示。

照明:LED灯泡、背光源。

显示:数码管、点阵屏、大屏幕显示屏。

光通信:红外遥控发射管、光纤通信。

光电二极管

将光信号转换为电信号的二极管。

特点:工作在反向偏置状态,无光照时反向电流极小;有光照时,反向电流随光强增大而增大。

应用:

光检测:光强度传感器、光照度计。

光通信:光纤接收端、红外接收头。

光电耦合器:与LED配合,实现电-光-电的隔离信号传输。

变容二极管

利用PN结电容随反向偏压变化的特性。

特点:相当于一个电压控制的可变电容器,反向偏压越大,结电容越小。

应用:

电调谐:电视机、收音机、手机中的高频头,用于调台。

压控振荡器:锁相环电路、频率调制电路。

射频电路:自动频率校正、滤波。

7. 开关二极管

为高速数字开关电路专门设计的二极管。

特点:反向恢复时间短,结电容小,适用于高频小信号开关。

应用:数字逻辑电路、高速开关电路、取样保持电路、射频开关。

三、特殊二极管

瞬态电压抑制二极管:类似稳压管,但反应速度极快(皮秒级),能吸收高能量浪涌(如雷击、静电),用于防雷、防静电、浪涌保护。

隧道二极管:基于量子隧道效应,具有负阻区,用于微波振荡和放大电路(现已较少使用)。

PIN二极管:在P和N区之间有一层本征半导体。在高频时电阻受正向电流控制,用作射频开关、衰减器和移相器。

总结对比表

选择二极管的关键参数:

在实际应用中,需要根据电路需求关注以下参数:

最大正向电流

反向击穿电压 / 最大反向工作电压

正向压降

反向恢复时间(对高速应用)

结电容(对高频应用)