硬件基础(5):(2)二极管分类

文章目录

  • 📌 二极管的分类与详细介绍
    • 1. **整流二极管(Rectifier Diode)**
      • 特点:
      • 选型依据:
      • 补充说明:
    • 2. **快恢复二极管(Fast Recovery Diode)**
      • 特点:
      • 选型依据:
      • 补充说明:
    • 3. **肖特基二极管(Schottky Diode)**
      • 特点:
      • 选型依据:
      • 补充说明:
    • 4. **稳压二极管(Zener Diode)**齐纳二极管
      • 特点:
      • 选型依据:
      • 补充说明:
    • 5. **发光二极管(LED)**
      • 特点:
      • 选型依据:
      • 补充说明:
    • 6. **瞬态电压抑制二极管(TVS Diode)**
      • 特点:
      • 选型依据:
      • 补充说明:
    • 7. **光敏二极管(Photodiode)**
      • 特点:
      • 选型依据:
      • 补充说明:
  • 📌 二极管分类对比表
  • 📌 总结

📌 二极管的分类与详细介绍

1. 整流二极管(Rectifier Diode)

特点:

  • 主要功能:用于整流电路,将交流电转换为直流电。
  • 结构:普通的PN结结构。
  • 正向压降:约0.6V到0.7V(硅二极管),0.2V到0.3V(锗二极管)。
  • 反向击穿电压:较高,可以承受几百伏甚至更高。

选型依据:

  • 电流大小:根据电路中的负载电流选择额定电流。
  • 反向击穿电压:选择能够承受电路最高反向电压的二极管。
  • 应用场合:电源整流、功率转换等。

补充说明:

整流二极管在大电流和高电压环境下表现稳定。

电流大、工作频率低


2. 快恢复二极管(Fast Recovery Diode)

特点:

  • 主要功能:具有较快的恢复时间,适合用于高频电路和开关电源。
  • 恢复时间:通常在几十纳秒(ns)级。
  • 反向恢复电荷:较小,能在高频下迅速切换。

选型依据:

  • 频率要求:对于高频电路和开关电源,选择恢复时间较短的快恢复二极管。
  • 最大电流和反向电压:选择额定电流和反向电压较大的二极管。

补充说明:

适合应用于逆变器、开关电源、电视、雷达等频繁开关的电路。

电流小、工作频率高


3. 肖特基二极管(Schottky Diode)

特点:

  • 主要功能:具有低正向压降和高效率,广泛应用于低电压、高频电路。
  • 正向压降:非常低,约0.2~0.4V,比普通硅二极管低。
  • 反向恢复时间:非常短,适合高频和开关应用。
  • 工作温度:较低温度下工作较好。
  • **缺点:**反向击穿电压低、反向漏电流偏大(温度越高、漏电流越大)

选型依据:

  • 低电压应用:适合用于低电压和高频率的电路。
  • 效率要求:在需要高效率、低功耗的场合,例如开关电源、射频电路中使用。

补充说明:

肖特基二极管比传统硅二极管效率更高,且工作速度非常快。


4. **稳压二极管(Zener Diode)**齐纳二极管

特点:

  • 主要功能:反向击穿后能稳定电压,用于电压稳定器,此二极管是直到临界反向击穿电压前都有很高电阻;

    在反向击穿时,在一定电流范围内,端电压几乎不变,表现出稳压特性,因而广泛用于稳压电源与限幅电路中。

  • 反向击穿电压:有特定的稳定值,一般选择齐纳管稳压。

  • 应用场合:电压保护、过压保护、稳压电路。

选型依据:

  • 反向击穿电压:选择稳定电压与电路要求匹配的稳压二极管。
  • 功率要求:根据电路的功率需求选择合适的额定功率。
  • **稳压值:**根据与电路选择
  • 反向电流(实际应用不可超过该值,需串联电阻限流)(实际应用不可超过该值,需串联电阻限流)

补充说明:

常用于电源电路的电压调节,保护电路避免电压过高或波动。


5. 发光二极管(LED)

特点:

  • 主要功能:当电流通过时,发光,用于显示和照明。
  • 正向压降:根据颜色不同,通常为1.8~3.5V(红色LED较低,白色和蓝色LED较高)。
  • 寿命长:LED具有较长的使用寿命和较高的光效。
  • 节能环保:低功耗,节能且无污染。

选型依据:

  • 光效要求:根据需要的亮度选择合适亮度的LED。
  • 电流、电压要求:选择符合电路电压和电流要求的LED。

补充说明:

LED常用于显示屏、指示灯、路灯等,随着技术的发展,LED的应用已经广泛扩展到照明领域。


6. 瞬态电压抑制二极管(TVS Diode)

特点:

  • 主要功能:用来保护电路免受瞬时电压浪涌(如静电放电、浪涌电流等)的影响,瞬变电压抑制二极管,当TVS管两侧经受瞬间高能量冲击时,它可以以极高的速度使其阻抗骤然降低,同时吸收一个大电流将其两端的电压钳位在一个预定的数值上,从而保护后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。
  • 响应速度:极快,能够在几纳秒内响应过电压保护。
  • 额定功率:较高,通常耐冲击能力强。

选型依据:

  • 浪涌电压大小:根据电路所能承受的最大浪涌电压选择。

  • 工作电压:应当选择低于电路工作电压,但又能有效防护的二极管。

  • **Vrmw:**反向关闭电压

  • **Bbr:**反向击穿电压

  • **Ipp:**峰值脉冲电流

  • 单向/双向
    在这里插入图片描述
    ​ 单向TVS管:正反特性不同,正向导通压降很低,没法做浪涌保护,所以我们需要使用反向击穿时候的特性,并联在电路中的时候,正极接TVS管的负极

在这里插入图片描述
​ 双向TVS管:正反特性相同,使用的时候不需要注意方向,并联在电路中即可抑制浪涌

补充说明:

常用于通信设备、汽车电子、家电等需要防止瞬态过电压的应用中。


7. 光敏二极管(Photodiode)

特点:

  • 主要功能:当光照射时,产生光生电流,常用于光电传感器、光电开关等,。
  • 响应速度:响应速度较快,能够迅速响应光的变化。

选型依据:

  • 光响应范围:根据需要测量的光波段选择光敏二极管的类型。
  • 电流、电压要求:选择符合电路电压和电流要求的光敏二极管。

补充说明:

常用于光通信、光学传感器、红外接收器等领域。


📌 二极管分类对比表

类型特点选型依据常见应用
整流二极管用于整流电路,正向压降0.6~0.7V选择额定电流和反向击穿电压电源整流、电力系统
快恢复二极管恢复时间短,适用于高频电路选择较短恢复时间的二极管开关电源、高频电路
肖特基二极管正向压降低(0.2~0.4V),开关速度快用于低电压和高频电路,高效低功耗高频电路、开关电源
稳压二极管反向击穿后能稳定电压,应用于稳压电路选择反向击穿电压与电路要求匹配的稳压二极管电源稳压、过压保护
发光二极管(LED)发光,广泛应用于照明、显示与指示灯选择电流、电压及所需亮度显示器、照明、指示灯、装饰性应用
瞬态电压抑制二极管 (TVS)用于电压浪涌保护,响应速度快选择浪涌电压和工作电压适配的TVS二极管保护电路、通信设备、汽车电子、家电等
光敏二极管光照射时产生电流,应用于光电传感器、光电开关选择适合光响应范围的二极管光通信、光传感器、红外接收器等

📌 总结

不同类型的二极管有不同的特点和应用领域。根据实际电路需求,选择合适的二极管可以有效提高电路的性能和稳定性。例如,开关电源和高频电路更适合使用肖特基二极管,而需要电压保护的场合则选择稳压二极管或TVS二极管。通过理解这些特性和选型依据,可以更好地进行二极管的应用设计。

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