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。隧道二极管用量子隧穿效应,适用于超高频振荡场景。宁波LED发光二极管材料
检波二极管用于从高频载波中提取低频信号,是通信接收的关键环节。锗检波二极管 2AP9(正向压降 0.2V,结电容<1pF)在 AM 收音机中,将 535-1605kHz 载波信号解调为音频,失真度<5%。电视信号接收中,硅检波二极管 1N34A 在 UHF 频段(300-3000MHz)实现包络检波,配合 LC 谐振电路还原图像信号。射频识别(RFID)系统中,肖特基检波二极管 HSMS-286C 在 13.56MHz 频段提取标签能量,识别距离可达 10cm,多样应用于门禁和物流追踪。检波二极管如同信号的 “翻译官”,让高频通信信号转化为可处理的低频信息。四川本地二极管有机发光二极管柔韧性好,为可折叠、可弯曲的显示设备带来无限可能。
1958 年,德州仪器工程师基尔比完成历史性实验:将锗二极管、电阻和电容集成在 0.8cm² 锗片上,制成首块集成电路(IC),虽 能实现简单振荡功能,却证明 “元件微缩化” 的可行性。1963 年,仙童半导体推出双极型集成电路,创新性地将肖特基二极管与晶体管集成 —— 肖特基二极管通过钳位晶体管的饱和电压(从 0.7V 降至 0.3V),使逻辑门延迟从 100ns 缩短至 10ns,为 IBM 360 计算机的高速运算奠定基础。1971 年,Intel 4004 微处理器采用 PMOS 工艺,集成 2250 个二极管级元件(含 ESD 保护二极管),时钟频率达 108kHz,标志着个人计算机时代的开端。 进入 21 世纪,先进制程重塑二极管形态:在 7nm 工艺中,ESD 保护二极管的寄生电容 0.1pF,响应速度达皮秒级,可承受 15kV 静电冲击
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发光二极管显示屏由众多发光二极管阵列组成,以高亮度、高清晰度呈现绚丽画面。
低频二极管(<100kHz):工频场景的主力 采用面接触型结构,结电容>100pF,如 1N5404(3A/400V)用于电焊机时,在 50Hz 工频下效率达 95%,配合散热片可连续工作 8 小时以上。铝电解电容配套的桥式整流堆(KBPC3510),内部集成 4 个面接触型二极管,在 100Hz 频率下纹波系数<8%,用于空调、洗衣机等大功率家电。 中频二极管(100kHz~10MHz):开关电源的 MUR1560(15A/600V)快恢复二极管采用外延工艺,反向恢复时间缩短至 500ns,在反激式开关电源中支持 100kHz 开关频率,较传统工频变压器体积缩小 60%。通信基站的 48V 电源系统中,中频二极管(如 DSEI2x101-12A)在 500kHz 频率下实现高效整流,效率达 96%,保障基站 24 小时稳定供电。汽车大灯逐渐采用发光二极管技术,提供更亮、更节能的照明效果。四川LED发光二极管报价
二极管在电路中可起到整流、检波、限幅、钳位等多种重要作用。宁波LED发光二极管材料
芯片级封装(CSP)与集成封装:极限微型化的突破 01005 尺寸二极管面积 0.08mm²,采用铜柱倒装焊技术,寄生电容<0.1pF,用于 AR 眼镜的射频电路,支持 60GHz 毫米波信号传输。桥式整流堆(KBPC3510)将 4 个二极管集成于一个 TO-220 封装内,引脚直接兼容散热片,在开关电源中可简化 30% 的布线工序,同时降低 5% 的线路损耗。 系统级封装(SiP):功能集成的未来 先进封装技术将二极管与被动元件集成,如集成 ESD 保护二极管与 RC 滤波网络的 SiP 模块,在物联网传感器中实现信号调理功能,体积较离散方案缩小 50%,同时提升抗干扰能力(EMI 降低 B)。宁波LED发光二极管材料