硅是目前應用非常普遍的二極管材料。硅二極管的正向電壓降通常在 0.6 - 0.7V 左右。雖然這個電壓降比鍺二極管高,但硅二極管的優(yōu)點非常突出。它的反向漏電流極小,能夠在較高的反向電壓下保持良好的截止特性。這使得硅二極管在大多數電子電路中成為優(yōu)先選擇,無論是在電源整流電路、數字電路中的信號處理還是在其他各種電子設備的電路中,硅二極管都能穩(wěn)定可靠地工作。比如在計算機的電源電路中,硅二極管可以將交流電轉換為直流電,為計算機內部的各個元件提供穩(wěn)定的直流電源,同時有效防止反向電流對電路的損害。二極管的正向電壓降是評價其性能的重要指標之一。NZH12B,115 穩(wěn)壓(齊納)二極管
二極管的制造是一個復雜而精細的過程,涉及到多種先進的半導體制造工藝,這些工藝確保了二極管的高質量和穩(wěn)定性能。首先是半導體材料的準備。對于硅二極管,通常以高純度的硅為原料。硅材料需要經過一系列的提純過程,以去除其中的雜質,使硅的純度達到極高的水平,一般要求達到99.9999%以上。這個提純過程可以采用化學氣相沉積(CVD)等方法,在高溫、高壓等特定條件下,將不純的硅轉化為高純度的多晶硅。然后通過拉晶等工藝,將多晶硅制成單晶硅棒,這是后續(xù)制造二極管的基礎材料。BAT54H二極管還應用于電源管理,有效提高了電源利用效率,降低了能耗。
二極管在使用過程中可能出現多種失效模式,常見的包括開路、短路、性能退化等。正向電流過大或反向電壓超過額定值,會導致二極管過熱燒毀,出現開路故障;PN 結擊穿后若電流不受限制,可能造成長久性短路。此外,長期工作在高溫、高濕度環(huán)境下,二極管的性能會逐漸退化,如正向壓降增大、反向漏電流增加。故障診斷時,可使用萬用表的二極管檔測量其正向壓降和反向電阻,正常情況下,正向壓降應在規(guī)定范圍內,反向電阻趨于無窮大;對于復雜電路中的二極管,可通過示波器觀察其電壓、電流波形,判斷是否存在異常。預防二極管失效需在電路設計階段合理選型,確保工作條件在器件額定范圍內,并采取適當的散熱、防護措施,延長二極管的使用壽命,保障電路穩(wěn)定運行。
發(fā)光二極管(LED)作為一種特殊的二極管,其獨特的發(fā)光原理和優(yōu)良的特性使其在現代照明和顯示領域占據了重要地位。從發(fā)光原理來看,LED是基于半導體材料的電子與空穴復合發(fā)光機制。當在LED兩端施加正向電壓時,P型半導體中的空穴和N型半導體中的電子在電場的作用下向PN結移動。在PN結附近,電子和空穴相遇并復合。在這個復合過程中,電子從高能級躍遷到低能級,根據能量守恒定律,多余的能量以光子的形式釋放出來,從而產生光。不同的半導體材料和摻雜方式決定了所發(fā)射光的波長,也就是光的顏色。例如,使用氮化鎵(GaN)材料制造的LED可以發(fā)出藍光,而通過在氮化鎵中摻雜不同的雜質,還可以獲得綠光、紫光等不同顏色的光。二極管按材料可分為硅管和鍺管,二者在性能上略有差異。
二極管的反向特性曲線反映了二極管在反向偏置時的電流與電壓的關系。在反向偏置的情況下,二極管中只有少數載流子形成的微弱反向電流。當反向電壓較小時,反向電流幾乎保持不變,這個電流稱為反向飽和電流。隨著反向電壓的繼續(xù)增加,當反向電壓達到二極管的擊穿電壓時,二極管的反向電流會急劇增加。如果不加以限制,過大的反向電流會導致二極管損壞。不過,在穩(wěn)壓二極管中,正是利用了這種反向擊穿特性來實現穩(wěn)壓功能。通過對反向特性曲線的分析,可以了解二極管的反向耐壓能力和擊穿特性。二極管導通時,電流主要從正極流向負極,表現出較低的電阻。NZH12B,115 穩(wěn)壓(齊納)二極管
檢波二極管可從高頻信號中檢出有用信號,功能強大。NZH12B,115 穩(wěn)壓(齊納)二極管
二極管是一種具有單向導電性的半導體器件,其重要結構由 P 型半導體和 N 型半導體結合而成,兩者交界處形成的 PN 結是實現單向導電的關鍵。當 P 區(qū)接電源正極、N 區(qū)接電源負極,即正向偏置時,外電場削弱了 PN 結內電場,使得多數載流子能夠順利通過 PN 結,形成較大的正向電流,二極管導通。反之,當 P 區(qū)接負極、N 區(qū)接正極,處于反向偏置時,外電場增強內電場,多數載流子難以通過,只有少數載流子形成微弱的反向電流,二極管近乎截止。這種獨特的單向導電特性,使其在眾多電路中承擔著關鍵的整流、檢波等功能,為電子設備的穩(wěn)定運行奠定了基礎。NZH12B,115 穩(wěn)壓(齊納)二極管