光電二極管基于內(nèi)光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光信號到電信號的轉(zhuǎn)換。當(dāng) PN 結(jié)受光照射,光子激發(fā)電子 - 空穴對,在結(jié)區(qū)電場作用下形成光電流,反向偏置時(shí)效應(yīng)更。通過減薄有源層與優(yōu)化電極,響應(yīng)速度可達(dá)納秒級。 硅基型號(如 BPW34)在可見光區(qū)量子效率超 70%,用于光強(qiáng)檢測;PIN 型增大耗盡區(qū)寬度,在光纖通信中響應(yīng)度達(dá) 0.9A/W;雪崩型(APD)利用倍增效應(yīng),可檢測單光子信號,用于激光雷達(dá)。 車載 ADAS 系統(tǒng)中,近紅外光電二極管(850-940nm)夜間可捕捉 200 米外目標(biāo),推動其向高靈敏度、低噪聲發(fā)展,滿足自動駕駛與智能傳感需求。反向截止時(shí),電阻極大,幾乎阻斷電流,起到隔離電路的作用。北侖區(qū)二極管廠家

材料創(chuàng)新始終是推動二極管性能提升與應(yīng)用拓展的動力。傳統(tǒng)的硅基二極管正不斷通過優(yōu)化工藝,提升性能。而以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為的寬禁帶半導(dǎo)體材料,正二極管進(jìn)入全新發(fā)展階段。SiC 二極管憑借高擊穿場強(qiáng)、低導(dǎo)通電阻,在高壓、大功率應(yīng)用中優(yōu)勢;GaN 二極管則以其高電子遷移率、超高頻性能,在 5G 通信、高速開關(guān)電源等領(lǐng)域大放異彩。此外,新興材料如石墨烯、黑磷等,也展現(xiàn)出在二極管領(lǐng)域的應(yīng)用潛力,有望催生性能更、功能更獨(dú)特的二極管產(chǎn)品,打開新的市場空間。北侖區(qū)二極管廠家肖特基二極管因正向壓降低、開關(guān)速度快,常用于高頻開關(guān)電源電路。

穩(wěn)壓二極管通過反向擊穿特性穩(wěn)定電壓,是精密電路的元件。齊納二極管(如 BZV55-C5V1)在 5V 單片機(jī)系統(tǒng)中,將電壓波動控制在 ±0.1V 以內(nèi),動態(tài)電阻 3Ω,確保芯片穩(wěn)定工作。汽車電子中,1N5919(3.3V/1.5W)抑制發(fā)動機(jī)啟動時(shí)的電壓波動(8-14V),保障車載收音機(jī)信號質(zhì)量。場景如醫(yī)療設(shè)備,TL431 可調(diào)基準(zhǔn)源以 25ppm/℃溫漂特性,為血糖儀提供 2.5V 基準(zhǔn)電壓,確保血糖濃度計(jì)算誤差<1%。穩(wěn)壓二極管如同電路的 “穩(wěn)壓器”,在電壓波動時(shí)始終保持輸出恒定,是電源電路和信號鏈的關(guān)鍵保障。
1904 年,英國物理學(xué)家弗萊明為解決馬可尼無線電報(bào)的信號穩(wěn)定性問題,發(fā)明首只電子二極管 “熱離子閥”。這一玻璃真空管內(nèi),加熱的陰極發(fā)射電子,經(jīng)陽極電場篩選后形成單向電流,雖效率低下( 5%)且體積龐大(長 15 厘米),卻標(biāo)志著人類掌握電流單向控制的重要技術(shù)。1920 年代,美國科學(xué)家皮卡德發(fā)現(xiàn)方鉛礦晶體的整流特性,催生 “貓須探測器”—— 通過細(xì)金屬絲與礦石接觸形成 PN 結(jié),雖需手動調(diào)整觸絲位置(精度達(dá) 0.1mm),卻讓收音機(jī)成本從數(shù)百美元降至十美元,成為大眾消費(fèi)品。電子玩具中的二極管為其增添發(fā)光、發(fā)聲等有趣功能。

占據(jù)全球 90% 市場份額的硅二極管,憑借 1.12eV 帶隙與成熟的平面鈍化工藝,成為通用。典型如 1N4007(1A/1000V)整流管,采用玻璃鈍化技術(shù)將漏電流控制在 0.1μA 以下,在全球超 10 億臺家電電源中承擔(dān)整流任務(wù),其面接觸型結(jié)構(gòu)可承受 100℃高溫與 10 倍浪涌電流。TL431 可調(diào)基準(zhǔn)源通過內(nèi)置硅齊納結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn) ±0.5% 電壓精度與 25ppm/℃溫漂,被用于鋰電池保護(hù)板的過充檢測電路,在 3.7V 鋰電池系統(tǒng)中可將充電截止電壓誤差控制在 ±5mV 以內(nèi)。硅材料的規(guī)模化生產(chǎn)優(yōu)勢,8 英寸晶圓單片制造成本低于 1 美元,但其物理極限限制了高頻(>100MHz)與超高壓(>1200V)場景。雪崩二極管利用雪崩擊穿效應(yīng),產(chǎn)生尖銳的脈沖信號,在雷達(dá)等設(shè)備中肩負(fù)重要使命。北侖區(qū)二極管廠家
穩(wěn)壓二極管正常工作時(shí),處于反向擊穿狀態(tài)而不損壞。北侖區(qū)二極管廠家
20 世紀(jì) 60 年代,硅材料憑借區(qū)熔提純技術(shù)(純度達(dá) 99.99999%)和平面工藝(光刻分辨率 10μm)確立統(tǒng)治地位。硅整流二極管(如 1N4007)反向擊穿電壓突破 1000V,在工業(yè)電焊機(jī)中實(shí)現(xiàn) 100A 級大電流整流,效率較硒堆整流器提升 40%;硅穩(wěn)壓二極管(如 1N4733)利用齊納擊穿特性,將電壓波動控制在 ±1% 以內(nèi),成為早期計(jì)算機(jī)(如 IBM System/360)電源的重要元件。但硅的 1.12eV 帶隙限制了其在高頻(>100MHz)和高壓(>1200V)場景的應(yīng)用 —— 當(dāng)工作頻率超過 10MHz 時(shí),硅二極管的結(jié)電容導(dǎo)致能量損耗激增,而高壓場景下需增大結(jié)面積,使元件體積呈指數(shù)級膨脹。北侖區(qū)二極管廠家