二极管的类型及其应用

什么是二极管？

你可以把二极管想象成电止回阀，只允许电流从正极流向负极的一个方向。从象征意义上来说，我们用一个箭头来表示这种流动，箭头从二极管的正极（阳极）侧指向负极（阴极）。在这个符号的末尾是一条垂直线，它对应于许多物理组件反面的条纹。

二极管做什么？

除此之外，二极管还可以执行各种特殊功能。这些不同于：

1、表现出不同电气行为的二极管

2、其他发光体（LED）

3、能够感知温度和光线等特性的

我们将在下面探讨几种不同的类型，然后讨论几种常见的二极管用途。

不同类型的二极管

让我们探索一下过去和现在最著名的二极管类别。除真空管二极管外，此列表中的所有二极管均基于半导体。

真空管（热离子）二极管：第一个真空二极管是在20世纪初与第一个固态（半导体）二极管同时开发的。虽然真空二极管在20世纪中期之前很常见，但它们最终失去了半导体元件的市场份额。真空管二极管仍然用于一些大功率应用和特殊音频设备，尽管它们相对较少。

P-N结二极管：这种二极管由p型（每过多电子空穴为正）半导体与n型（每过多电子为负）半导体熔合而成。正半导体相对于负半导体材料连接到正电压源，该正电压源将电子和空穴推向结区域，从而允许电流流动。当电压施加在另一个方向，或“反向偏置”时，这会扩大两个区域之间的耗尽层，阻止电子流动。

如果在反向偏置方向施加足够的电压，允许电流流动，则正常的p-n结二极管将失效。然而设计用于在设定电压水平下显示此行为，作为其正常操作的一部分。这些二极管也在正向偏置区域传递电流，类似于标准p-n结二极管，但其反向能力使其适用于电压调节和交流波形修改等应用。

真正的齐纳二极管工作电压约为5伏或更低，而工作在更高电压区域的齐纳二极管使用不同的原理工作，称为雪崩二极管。您经常会看到这两个二极管被称为齐纳二极管。

肖特基二极管：当纯半导体二极管仅在一个方向上传导时，它将显示600-700 mV正向压降。工作方式有点不同。他们没有使用p-n半导体结，而是使用半导体-金属结将电压降低到150-450mV范围。N型半导体（多余电子）在肖特基二极管中很常见，但在某些情况下你会看到p型半导体。肖特基二极管适用于多种应用，包括作为直流电源和反向电流保护的元件。

二极管的实际应用

在上一节中，我们讨论了一些二极管应用，但常见的二极管用途还包括：

1、整改：二极管最基本的功能是充当将交流电源整流为恒定（或至少可变单向）电源。任何二极管都可以通过阻断一个方向或另一个方向的功率流来完成这项任务，尽管有些二极管比其他二极管更适合这项工作。

布置多个二极管也可以形成全波https://www.9icnet.com/app-319.html' target='_blank' style='color:blue'>桥式整流器。二极管不阻断一半的交流信号，而是允许每一半电流流动，但将一侧反转，使电流只朝一个方向流动。您可以使用和其他组件进一步平滑并产生接近线性信号的功率。

2、发光：直到几年前，如果你的家或办公室需要照明，你会买一个白炽灯泡。自爱迪生时代以来，这些出色的设备一直运行良好，但除了光，这些线圈使用的大部分能量都转化为热量。提供更高效的光源。这些灯泡的成本高于白炽灯泡，部分原因是它们需要额外的控制电路才能与家用交流电源一起工作。

当然，LED也有更小的外形，没有相关的电路。这些器件是通孔元件，或者是用于印刷电路板的表面安装器件。这些表面贴装LED可以小到0201形状因子，厚度仅为。2mm。

3、感性负载耗散：当感性负载关闭时，其储存的能量必须流向某个地方。如果没有适当的电路保护，存储的能量可能会导致电压尖峰，从而在开关上形成电弧，或可能使晶体管过载。“反激”配置的二极管提供了一个简单的解决方案：在工作时，电流以正确的方向流过电感器，然后在关闭时以反向路径流过二极管的正向偏置方向。这种配置允许电流通过电感器耗散并反馈到电源，从而保护电路。

4、传感和控制：半导体可以基于光学效应产生电荷。一般来说，这些设备的包装方式可以遮光，以避免意外的电活动。然而，光电二极管是为了优化这一效果而设计的，你会发现它们封装在一种透光材料中，起到保护作用。这些光电二极管通常用于红外光谱，例如内部消费者遥控器。

虽然二极管只在一个方向上传导电流，如图所示，但我们也可以将其应用于许多其他应用。我们已经初步了解了二极管在现实世界中的工作方式，但还有更多需要学习的地方。