光電二極管基于內光電效應實現光信號到電信號的轉換。當 PN 結受光照射,光子激發電子 - 空穴對,在結區電場作用下形成光電流,反向偏置時效應更。通過減薄有源層與優化電極,響應速度可達納秒級。 硅基型號(如 BPW34)在可見光區量子效率超 70%,用于光強檢測;PIN 型增大耗盡區寬度,在光纖通信中響應度達 0.9A/W;雪崩型(APD)利用倍增效應,可檢測單光子信號,用于激光雷達。 車載 ADAS 系統中,近紅外光電二極管(850-940nm)夜間可捕捉 200 米外目標,推動其向高靈敏度、低噪聲發展,滿足自動駕駛與智能傳感需求。反向截止時,電阻極大,幾乎阻斷電流,起到隔離電路的作用。北侖區二極管廠家

材料創新始終是推動二極管性能提升與應用拓展的動力。傳統的硅基二極管正不斷通過優化工藝,提升性能。而以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為的寬禁帶半導體材料,正二極管進入全新發展階段。SiC 二極管憑借高擊穿場強、低導通電阻,在高壓、大功率應用中優勢;GaN 二極管則以其高電子遷移率、超高頻性能,在 5G 通信、高速開關電源等領域大放異彩。此外,新興材料如石墨烯、黑磷等,也展現出在二極管領域的應用潛力,有望催生性能更、功能更獨特的二極管產品,打開新的市場空間。北侖區二極管廠家肖特基二極管因正向壓降低、開關速度快,常用于高頻開關電源電路。

穩壓二極管通過反向擊穿特性穩定電壓,是精密電路的元件。齊納二極管(如 BZV55-C5V1)在 5V 單片機系統中,將電壓波動控制在 ±0.1V 以內,動態電阻 3Ω,確保芯片穩定工作。汽車電子中,1N5919(3.3V/1.5W)抑制發動機啟動時的電壓波動(8-14V),保障車載收音機信號質量。場景如醫療設備,TL431 可調基準源以 25ppm/℃溫漂特性,為血糖儀提供 2.5V 基準電壓,確保血糖濃度計算誤差<1%。穩壓二極管如同電路的 “穩壓器”,在電壓波動時始終保持輸出恒定,是電源電路和信號鏈的關鍵保障。
1904 年,英國物理學家弗萊明為解決馬可尼無線電報的信號穩定性問題,發明首只電子二極管 “熱離子閥”。這一玻璃真空管內,加熱的陰極發射電子,經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),卻標志著人類掌握電流單向控制的重要技術。1920 年代,美國科學家皮卡德發現方鉛礦晶體的整流特性,催生 “貓須探測器”—— 通過細金屬絲與礦石接觸形成 PN 結,雖需手動調整觸絲位置(精度達 0.1mm),卻讓收音機成本從數百美元降至十美元,成為大眾消費品。電子玩具中的二極管為其增添發光、發聲等有趣功能。

占據全球 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整流任務,其面接觸型結構可承受 100℃高溫與 10 倍浪涌電流。TL431 可調基準源通過內置硅齊納結構,實現 ±0.5% 電壓精度與 25ppm/℃溫漂,被用于鋰電池保護板的過充檢測電路,在 3.7V 鋰電池系統中可將充電截止電壓誤差控制在 ±5mV 以內。硅材料的規模化生產優勢,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,產生尖銳的脈沖信號,在雷達等設備中肩負重要使命。北侖區二極管廠家
穩壓二極管正常工作時,處于反向擊穿狀態而不損壞。北侖區二極管廠家
20 世紀 60 年代,硅材料憑借區熔提純技術(純度達 99.99999%)和平面工藝(光刻分辨率 10μm)確立統治地位。硅整流二極管(如 1N4007)反向擊穿電壓突破 1000V,在工業電焊機中實現 100A 級大電流整流,效率較硒堆整流器提升 40%;硅穩壓二極管(如 1N4733)利用齊納擊穿特性,將電壓波動控制在 ±1% 以內,成為早期計算機(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)場景的應用 —— 當工作頻率超過 10MHz 時,硅二極管的結電容導致能量損耗激增,而高壓場景下需增大結面積,使元件體積呈指數級膨脹。北侖區二極管廠家