发光二极管(LED)的工作原理基于半导体的电致发光现象。当 LED 的 PN 结正向导通时,注入的少数载流子与多数载流子复合,多余的能量以光的形式释放出来。不同材料的 LED 可发出不同颜色的光,如常见的氮化镓基 LED 可发蓝光,通过与荧光粉组合还能实现白光照明。在照明领域,LED 凭借其节能、长寿命、响应速度快等优势,已普遍取代传统的白炽灯和荧光灯,用于室内外照明、汽车大灯等场景。在显示领域,LED 显示屏以其高亮度、高对比度、广视角等特性,在广告牌、电子看板、电视屏幕等方面得到大量应用,成为信息展示的重要载体。二极管的温度特性会影响导通电压,温度升高时正向压降通常会减小。PEMB17,115 带阻三极管
二极管的封装形式多种多样,主要是为了适应不同的应用环境和安装方式。常见的封装形式有直插式和贴片式。直插式二极管通常具有两个引脚,一个引脚连接 P 区,一个引脚连接 N 区,这种封装形式便于手工焊接和在传统的印刷电路板(PCB)上进行安装。直插式封装的二极管体积相对较大,但在一些对可靠性要求较高、电流较大的场合应用普遍。贴片式二极管则是为了适应现代电子产品小型化、集成化的需求而发展起来的。贴片式二极管的体积小巧,可以直接贴装在 PCB 板的表面,节省了电路板的空间,提高了电路板的集成度。除了这两种常见的封装形式外,还有一些特殊的封装形式,如功率封装,用于高功率二极管,这种封装形式具有良好的散热性能,确保二极管在大功率工作时的可靠性。BUK7Y7R2-60EX肖特基二极管开关速度快、正向压降小,适配高频整流与开关电源场景。

二极管的制造工艺包括多个环节。首先是半导体材料的制备,硅或锗等半导体材料需要经过提纯、拉晶等过程,得到高纯度、高质量的半导体晶体。然后进行晶圆制造,将半导体晶体切割成薄片,在晶圆上通过扩散、离子注入等工艺形成 P - N 结。扩散工艺是将特定的杂质原子扩散到半导体材料中,改变其导电类型,从而形成 P 区和 N 区。离子注入则是通过加速离子并将其注入到半导体材料中,精确地控制杂质的浓度和分布。在形成 P - N 结之后,还需要进行电极制作,在 P 区和 N 区分别制作金属电极,以便与外部电路连接。另外,进行封装,将制作好的二极管芯片封装在特定的封装材料中,保护芯片并提供合适的引脚用于安装。
掺杂工艺:掺杂是为了在硅中引入特定的杂质,形成P型或N型半导体。在制造P型半导体时,通常采用硼等三价元素作为杂质进行掺杂。这可以通过离子注入或扩散等方法实现。离子注入是将硼离子加速后注入到硅片中,其优点是可以精确控制杂质的浓度和深度;扩散法则是将硅片置于含有硼杂质的气体环境中,在高温下使杂质扩散到硅片中。制造N型半导体则使用磷等五价元素进行类似的掺杂操作。在形成P型和N型半导体之后,就是PN结的制造。这通常通过光刻和蚀刻等工艺来实现。光刻工艺就像在硅片上进行精确的绘画,利用光刻胶和紫外线曝光等技术,在硅片上定义出需要形成PN结的区域。然后通过蚀刻工艺,去除不需要的半导体材料,精确地形成PN结。这个过程需要极高的精度,因为PN结的质量直接影响二极管的性能,如正向导通特性和反向截止特性。发光二极管(LED)通电后能发光,按波长不同呈现红、绿、蓝等多种颜色。

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。光电二极管能将光信号转为电信号,可用于光通信、烟雾报警器等设备。74AUP1T57GN
快恢复二极管具有极短的反向恢复时间,在开关电源中快速切换电流方向,提升电源转换效率。PEMB17,115 带阻三极管
快恢复二极管的主要特点是反向恢复时间短,一般在几百纳秒以内,相较于普通二极管有大幅提升。这一性能优势使其在开关电源等需要快速开关动作的电路中得到广泛应用。在开关电源的整流电路,功率开关管频繁导通和截止,产生高频脉冲电压。快恢复二极管能够迅速响应开关管的动作,在开关管截止时快速截止,减少反向恢复电流带来的能量损耗和电压尖峰,提高电源的转换效率和稳定性。同时,其快速开关特性有助于减小电源的体积和重量,满足现代电子设备对高效、小型化电源的需求,在各类电子设备的电源模块中占据重要地位。PEMB17,115 带阻三极管