PN 结是二极管的结构,其单向导电性源于载流子的扩散与漂移运动。当 P 型(空穴多)与 N 型(电子多)半导体结合时,交界处形成内建电场(约 0.7V 硅材料),阻止载流子进一步扩散。正向导通时(P 接正、N 接负),外电场削弱内建电场,空穴与电子大量穿越结区,形成低阻通路,硅管正向压降约 0.7V,电流与电压呈指数关系(I=I S(e V/V T−1),VT≈26mV)。反向截止时(P 接负、N 接正),外电场增强内建电场,少数载流子(P 区电子、N 区空穴)形成漏电流(硅管<1μA),直至反向电压达击穿阈值(如 1N4007 耐压 1000V)。此特性使 PN 结成为整流、开关等应用的基础,例如 1N4148 开关二极管利用 PN 结电容充放电,实现 4ns 级快速切换。电视机的电源电路和信号处理电路中,二极管发挥着不可或缺的作用。徐汇区晶振二极管市场价格
材料创新始终是推动二极管性能提升与应用拓展的动力。传统的硅基二极管正不断通过优化工艺,提升性能。而以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为的宽禁带半导体材料,正二极管进入全新发展阶段。SiC 二极管凭借高击穿场强、低导通电阻,在高压、大功率应用中优势;GaN 二极管则以其高电子迁移率、超高频性能,在 5G 通信、高速开关电源等领域大放异彩。此外,新兴材料如石墨烯、黑磷等,也展现出在二极管领域的应用潜力,有望催生性能更、功能更独特的二极管产品,打开新的市场空间。宝山区晶振二极管厂家电话太阳能发电系统利用二极管防止电流逆流,提高发电效率。
1907 年,英国科学家史密斯发现碳化硅晶体的电致发光现象,虽亮度 0.1mcd(烛光 / 平方米),却埋下 LED 的种子。1962 年,通用电气工程师霍洛尼亚克发明首只红光 LED(GaAsP),光效 1lm/W,主要用于仪器面板指示灯;1972 年,惠普推出绿光 LED(GaP),光效提升至 10lm/W,使七段数码管显示成为可能,计算器与电子表从此拥有清晰读数。1993 年,中村修二突破氮化镓外延技术,蓝光 LED(InGaN)光效达 20lm/W,与红绿光组合实现全彩显示 —— 这一突破使 LED 从 “指示灯” 升级为 “光源”,2014 年中村因此获诺贝尔奖。 21 世纪,LED 进入爆发期:2006 年,白光 LED(荧光粉转换)光效突破 100lm/W,替代白炽灯成为主流照明;2017 年,Micro-LED 技术将二极管尺寸缩小至 10μm,像素密度达 5000PPI
1904 年,英国物理学家弗莱明为解决马可尼无线电报的信号稳定性问题,发明首只电子二极管 “热离子阀”。这一玻璃真空管内,加热的阴极发射电子,经阳极电场筛选后形成单向电流,虽效率低下( 5%)且体积庞大(长 15 厘米),却标志着人类掌握电流单向控制的重要技术。1920 年代,美国科学家皮卡德发现方铅矿晶体的整流特性,催生 “猫须探测器”—— 通过细金属丝与矿石接触形成 PN 结,虽需手动调整触丝位置(精度达 0.1mm),却让收音机成本从数百美元降至十美元,成为大众消费品。金属封装二极管散热性能优越,适合在高功率、高热环境下工作。
1955 年,仙童半导体的 “平面工艺” 重新定义制造标准:首先通过高温氧化在硅片表面生成 50nm 二氧化硅层(绝缘电阻>10¹²Ω・cm),再利用光刻技术(紫外光曝光,分辨率 10μm)刻蚀出 PN 结窗口,通过磷扩散(浓度 10¹⁸/cm³)形成 N 型区域。这一工艺将漏电流从锗二极管的 1μA 降至硅二极管的 1nA,同时实现 8 英寸晶圆批量生产(单片成本从 10 美元降至 1 美元),使二极管从实验室走向大规模商用。1965 年,台面工艺(Mesat Process)进一步优化结边缘形状,通过化学腐蚀形成 45° 倾斜结面,使反向耐压从 50V 跃升至 2000V,适用于高压硅堆(如 6kV/50A)在电力系统中的应用。 21 世纪后,封装工艺成为突破重点:倒装焊技术(Flip Chip)将引脚电感从 10nH 降至 0.5nH,使开关二极管的反向恢复时间缩短至 5ns光敏二极管将光信号转电信号,用于光电检测与通信。宝山区晶振二极管厂家电话
稳压二极管借齐纳击穿稳电压,保障电路稳定供电。徐汇区晶振二极管市场价格
快恢复二极管(FRD)通过控制少子寿命实现高频开关功能,在于缩短 “反向恢复时间”。传统整流二极管在反向偏置时,PN 结内存储的少子(P 区电子)需通过复合或漂移逐渐消失,导致恢复过程缓慢(微秒级)。快恢复二极管通过掺杂杂质(如金、铂)或电子辐照,引入复合中心,将少子寿命缩短至纳秒级,例如 MUR1560 快恢复二极管的反向恢复时间 500 纳秒,适用于 100kHz 开关电源。超快速恢复二极管(如碳化硅 FRD)进一步通过外延层优化,将恢复时间降至 50 纳秒以下,并减少能量损耗,在电动汽车充电机中效率可突破 96%。徐汇区晶振二极管市场价格