1907 年,英國科學(xué)家史密斯發(fā)現(xiàn)碳化硅晶體的電致發(fā)光現(xiàn)象,雖亮度 0.1mcd(燭光 / 平方米),卻埋下 LED 的種子。1962 年,通用電氣工程師霍洛尼亞克發(fā)明首只紅光 LED(GaAsP),光效 1lm/W,主要用于儀器面板指示燈;1972 年,惠普推出綠光 LED(GaP),光效提升至 10lm/W,使七段數(shù)碼管顯示成為可能,計(jì)算器與電子表從此擁有清晰讀數(shù)。1993 年,中村修二突破氮化鎵外延技術(shù),藍(lán)光 LED(InGaN)光效達(dá) 20lm/W,與紅綠光組合實(shí)現(xiàn)全彩顯示 —— 這一突破使 LED 從 “指示燈” 升級(jí)為 “光源”,2014 年中村因此獲諾貝爾獎(jiǎng)。 21 世紀(jì),LED 進(jìn)入爆發(fā)期:2006 年,白光 LED(熒光粉轉(zhuǎn)換)光效突破 100lm/W,替代白熾燈成為主流照明;2017 年,Micro-LED 技術(shù)將二極管尺寸縮小至 10μm,像素密度達(dá) 5000PPI功率二極管在工業(yè)電焊機(jī)中承受大電流與浪涌沖擊,保障焊接過程穩(wěn)定高效進(jìn)行。北侖區(qū)消費(fèi)電子二極管廠家
隧道二極管(江崎二極管)基于量子隧穿效應(yīng),在重?fù)诫s PN 結(jié)中實(shí)現(xiàn)負(fù)阻特性。當(dāng) PN 結(jié)摻雜濃度極高時(shí),勢(shì)壘寬度縮小至 10 納米以下,電子可直接穿越勢(shì)壘形成隧道電流。正向電壓增加時(shí),隧道電流先增大后減小,形成負(fù)阻區(qū)(電壓升高而電流降低)。例如 2N4917 隧道二極管在 0.1V 電壓下可通過 100 毫安電流,負(fù)阻區(qū)電阻達(dá) - 50 歐姆,常用于 100GHz 微波振蕩器,振蕩頻率穩(wěn)定度可達(dá)百萬分之一 /℃。其工作機(jī)制突破傳統(tǒng) PN 結(jié)的熱電子發(fā)射原理,為高頻振蕩和高速開關(guān)提供了新途徑。靜安區(qū)二極管廠家現(xiàn)貨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。
肖特基二極管基于金屬與半導(dǎo)體接觸形成的勢(shì)壘效應(yīng),而非傳統(tǒng) PN 結(jié)結(jié)構(gòu)。當(dāng)金屬(如鋁、金)與 N 型半導(dǎo)體(如硅)接觸時(shí),會(huì)形成一層極薄的電子阻擋層。正向偏置時(shí),電子通過量子隧道效應(yīng)穿越勢(shì)壘,導(dǎo)通壓降 0.3-0.5V(低于硅 PN 結(jié)的 0.7V),例如 MBR20100 肖特基二極管在服務(wù)器電源中可提升 3% 效率。反向偏置時(shí),勢(shì)壘阻止電子回流,漏電流極?。ü杌ǔP∮?10 微安)。其優(yōu)勢(shì)在于無少子存儲(chǔ)效應(yīng),開關(guān)速度可達(dá)納秒級(jí),適合高頻整流(如 1MHz 開關(guān)電源),但耐壓通常低于 200V,需通過邊緣電場(chǎng)優(yōu)化技術(shù)提升反向耐壓能力。
5G 通信網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)與普及,為二極管帶來了廣闊的應(yīng)用前景。5G 基站設(shè)備對(duì)高頻、高速、低功耗的二極管需求極為迫切。例如,氮化鎵(GaN)二極管憑借其的電子遷移率和高頻性能,在 5G 基站的射頻前端電路中,可實(shí)現(xiàn)高效的信號(hào)放大與切換,大幅提升基站的信號(hào)處理能力與覆蓋范圍。同時(shí),5G 通信的高速數(shù)據(jù)傳輸需求,使得高速開關(guān)二極管用于信號(hào)調(diào)制與解調(diào),保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與準(zhǔn)確性。隨著 5G 網(wǎng)絡(luò)向偏遠(yuǎn)地區(qū)延伸以及與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合,對(duì)二極管的需求將持續(xù)攀升,推動(dòng)其技術(shù)不斷革新,以滿足更復(fù)雜、更嚴(yán)苛的通信環(huán)境要求。肖特基二極管壓降低、開關(guān)快,適用于低壓高頻電路。
光電二極管基于內(nèi)光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。當(dāng) PN 結(jié)受光照射,光子激發(fā)電子 - 空穴對(duì),在結(jié)區(qū)電場(chǎng)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(jí)。 硅基型號(hào)(如 BPW34)在可見光區(qū)量子效率超 70%,用于光強(qiáng)檢測(cè);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(cè)單光子信號(hào),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(dòng)其向高靈敏度、低噪聲發(fā)展,滿足自動(dòng)駕駛與智能傳感需求。發(fā)光二極管把電能高效轉(zhuǎn)化為光能,以絢麗多彩的光芒,點(diǎn)亮了照明、顯示與指示等諸多領(lǐng)域。北侖區(qū)消費(fèi)電子二極管廠家
電子設(shè)備的指示燈用發(fā)光二極管,以醒目的光芒指示設(shè)備工作狀態(tài)。北侖區(qū)消費(fèi)電子二極管廠家
物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展,促使萬物互聯(lián)成為現(xiàn)實(shí),這一趨勢(shì)極大地拓展了二極管的應(yīng)用邊界。在海量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中,從智能家居的傳感器、智能門鎖,到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的各類監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn),都離不開二極管。低功耗肖特基二極管用于為設(shè)備提供穩(wěn)定的電源整流,延長電池使用壽命;穩(wěn)壓二極管確保設(shè)備在不同電壓波動(dòng)環(huán)境下,能穩(wěn)定工作,保障數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)目煽啃?。此外,隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備向小型化、集成化發(fā)展,對(duì)微型二極管的需求激增,這將推動(dòng)二極管制造工藝向更精細(xì)、更高效方向發(fā)展,以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的多樣化需求。北侖區(qū)消費(fèi)電子二極管廠家