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(hào)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(dòng)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。檢測二極管極性時(shí),萬用表紅表筆接二極管負(fù)極,黑表筆接正極可導(dǎo)通。普陀區(qū)TVS瞬態(tài)抑制二極管歡迎選購

1947 年是顛覆性轉(zhuǎn)折點(diǎn):貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克利團(tuán)隊(duì)研制出鍺點(diǎn)接觸型半導(dǎo)體二極管,采用金觸絲壓接在鍺片上形成結(jié)面積 0.01mm2 的 PN 結(jié),無需加熱即可實(shí)現(xiàn)電流放大(β 值達(dá) 20),體積較真空管縮小千倍,功耗降低至毫瓦級(jí)。1950 年,首只硅二極管誕生,其 175℃耐溫性(鍺 100℃)和 0.1μA 漏電流(鍺為 10μA)徹底改寫規(guī)則,為后續(xù)晶體管與集成電路奠定材料基礎(chǔ)。從玻璃真空管到半導(dǎo)體晶體,這一階段的突破不 是元件形態(tài)的革新,更是電子工業(yè)從 “熱電子時(shí)代” 邁向 “固態(tài)電子時(shí)代” 的底層改變。寧波工業(yè)二極管代理商微波二極管在雷達(dá)與衛(wèi)星通信中高效處理高頻信號(hào),助力實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測與數(shù)據(jù)傳輸。

1958 年,德州儀器工程師基爾比完成歷史性實(shí)驗(yàn):將鍺二極管、電阻和電容集成在 0.8cm2 鍺片上,制成首塊集成電路(IC),雖 能實(shí)現(xiàn)簡單振蕩功能,卻證明 “元件微縮化” 的可行性。1963 年,仙童半導(dǎo)體推出雙極型集成電路,創(chuàng)新性地將肖特基二極管與晶體管集成 —— 肖特基二極管通過鉗位晶體管的飽和電壓(從 0.7V 降至 0.3V),使邏輯門延遲從 100ns 縮短至 10ns,為 IBM 360 計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算奠定基礎(chǔ)。1971 年,Intel 4004 微處理器采用 PMOS 工藝,集成 2250 個(gè)二極管級(jí)元件(含 ESD 保護(hù)二極管),時(shí)鐘頻率達(dá) 108kHz,標(biāo)志著個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)代的開端。 進(jìn)入 21 世紀(jì),先進(jìn)制程重塑二極管形態(tài):在 7nm 工藝中,ESD 保護(hù)二極管的寄生電容 0.1pF,響應(yīng)速度達(dá)皮秒級(jí),可承受 15kV 靜電沖擊
材料創(chuàng)新始終是推動(dòng)二極管性能提升與應(yīng)用拓展的動(dòng)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。塑料封裝二極管成本低廉,在對(duì)成本敏感的大規(guī)模生產(chǎn)中備受青睞。

太空探索與核技術(shù)的發(fā)展,為二極管帶來極端環(huán)境下的創(chuàng)新機(jī)遇。在深空探測器中,耐輻射肖特基二極管(如 RAD5000 系列)可承受 10? rad (Si) 劑量的宇宙射線,在火星車電源系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn) - 130℃~+125℃寬溫域穩(wěn)定整流,效率達(dá) 94% 以上。核電池(如钚 - 238 溫差發(fā)電器)中,高溫鍺二極管(耐溫 300℃)將衰變熱能轉(zhuǎn)化為電能,功率密度達(dá) 50mW/cm2,為長期在軌衛(wèi)星提供持續(xù)動(dòng)力。為電子原件二極管的發(fā)展提供新的思路和方法。光電二極管(PD)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,在自動(dòng)駕駛中實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)光強(qiáng)變化檢測。選用穩(wěn)壓二極管時(shí),要根據(jù)電路所需穩(wěn)壓值來挑選。天河區(qū)晶振二極管成本
硅二極管反向飽和電流小,溫度穩(wěn)定性比鍺二極管好,應(yīng)用更寬泛。普陀區(qū)TVS瞬態(tài)抑制二極管歡迎選購
0.66eV 帶隙使鍺二極管導(dǎo)通電壓低至 0.2V,結(jié)電容可小至 0.5pF,曾是高頻通信的要點(diǎn)。2AP9 檢波管在 AM 收音機(jī)中解調(diào) 535-1605kHz 信號(hào)時(shí),失真度<3%,其點(diǎn)接觸型結(jié)構(gòu)通過金絲壓接形成 0.01mm2 的 PN 結(jié),適合處理微安級(jí)電流。然而,鍺的熱穩(wěn)定性差(最高工作溫度 85℃)與 10μA 級(jí)別漏電流使其逐漸被淘汰,目前在業(yè)余無線電愛好者的 DIY 項(xiàng)目中偶見,如用于礦石收音機(jī)的信號(hào)檢波。是二極管需要進(jìn)步突破的方向所在,未來在該領(lǐng)域的探索仍任重道遠(yuǎn)。普陀區(qū)TVS瞬態(tài)抑制二極管歡迎選購