摻雜工藝:摻雜是為了在硅中引入特定的雜質(zhì),形成P型或N型半導(dǎo)體。在制造P型半導(dǎo)體時(shí),通常采用硼等三價(jià)元素作為雜質(zhì)進(jìn)行摻雜。這可以通過離子注入或擴(kuò)散等方法實(shí)現(xiàn)。離子注入是將硼離子加速后注入到硅片中,其優(yōu)點(diǎn)是可以精確控制雜質(zhì)的濃度和深度;擴(kuò)散法則是將硅片置于含有硼雜質(zhì)的氣體環(huán)境中,在高溫下使雜質(zhì)擴(kuò)散到硅片中。制造N型半導(dǎo)體則使用磷等五價(jià)元素進(jìn)行類似的摻雜操作。在形成P型和N型半導(dǎo)體之后,就是PN結(jié)的制造。這通常通過光刻和蝕刻等工藝來實(shí)現(xiàn)。光刻工藝就像在硅片上進(jìn)行精確的繪畫,利用光刻膠和紫外線曝光等技術(shù),在硅片上定義出需要形成PN結(jié)的區(qū)域。然后通過蝕刻工藝,去除不需要的半導(dǎo)體材料,精確地形成PN結(jié)。這個(gè)過程需要極高的精度,因?yàn)镻N結(jié)的質(zhì)量直接影響二極管的性能,如正向?qū)ㄌ匦院头聪蚪刂固匦浴?旎謴?fù)二極管反向恢復(fù)時(shí)間短,適合高頻電路,如變頻器、UPS 電源。STB60NF06T4
激光二極管的發(fā)光基于受激輻射原理。在其內(nèi)部的有源區(qū),通過注入電流形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布,當(dāng)外界光子激發(fā)時(shí),產(chǎn)生受激輻射,輸出高亮度、高方向性的激光束。在光通信領(lǐng)域,激光二極管作為光源,將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),通過光纖進(jìn)行高速、長距離的數(shù)據(jù)傳輸。其高調(diào)制速率和低功耗特性,滿足了現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)大容量、高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅枪饫w通信系統(tǒng)的重要器件之一。在激光加工領(lǐng)域,激光二極管發(fā)出的高能量激光束可用于材料切割、焊接、打孔等加工工藝。例如在汽車制造中,用于車身零部件的焊接;在電子制造中,用于電路板的微孔加工,憑借其高精度、高效率的加工優(yōu)勢,推動(dòng)了制造業(yè)的技術(shù)升級(jí)。三極管BCM847DS SOT-666二極管是具有單向?qū)щ娦缘陌雽?dǎo)體電子元件。
在電路中,二極管還可以起到限流的作用。當(dāng)電路中的電流過大時(shí),二極管會(huì)導(dǎo)通并分流一部分電流,從而保護(hù)其他元器件不受損壞。特別是在LED照明電路中,二極管可以有效限制LED燈的電流,延長其使用壽命。在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中,二極管還起到續(xù)流的作用。當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí),電感中的電流不能突變,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反向的感應(yīng)電動(dòng)勢。此時(shí),二極管導(dǎo)通并形成一個(gè)通路,消耗掉這個(gè)反向電動(dòng)勢產(chǎn)生的能量,保護(hù)電路中的其他元器件不受損壞。
發(fā)光二極管(LED)是一種特殊的二極管。它的發(fā)光原理基于半導(dǎo)體材料的電子 - 空穴復(fù)合過程。當(dāng)在 LED 兩端施加正向電壓時(shí),電子從 N 區(qū)注入到 P 區(qū),空穴從 P 區(qū)注入到 N 區(qū),在 P - N 結(jié)附近,電子和空穴復(fù)合,釋放出能量,其中一部分能量以光子的形式發(fā)射出來,從而產(chǎn)生光。LED 具有許多優(yōu)勢。首先,它具有很高的能效,相比傳統(tǒng)的白熾燈泡,LED 可以將更多的電能轉(zhuǎn)化為光能,消耗的電能更少。其次,LED 的壽命非常長,可以達(dá)到數(shù)萬小時(shí)甚至更長,減少了更換燈泡的頻率。再者,LED 的響應(yīng)速度快,非常適合用于需要快速開關(guān)的場合,如交通信號(hào)燈等。此外,LED 可以發(fā)出多種顏色的光,通過調(diào)整半導(dǎo)體材料的成分,可以實(shí)現(xiàn)從紅外光到可見光再到紫外光的不同波長的光發(fā)射。光電二極管能將光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào),可用于光通信、煙霧報(bào)警器等設(shè)備。
肖特基二極管是一種基于金屬 - 半導(dǎo)體結(jié)的二極管,與普通 PN 結(jié)二極管相比,具有正向壓降小(約 0.3 - 0.5V)、反向恢復(fù)時(shí)間極短(幾乎為零)、開關(guān)速度快等明顯優(yōu)勢。這些特性使其在高頻電路中表現(xiàn)出色,如在開關(guān)電源的同步整流電路中,肖特基二極管可降低導(dǎo)通損耗,提高電源轉(zhuǎn)換效率;在高頻逆變器、DC - DC 轉(zhuǎn)換器中,快速的開關(guān)特性減少了電路的能量損耗和電磁干擾。此外,肖特基二極管的低正向壓降也適用于低壓大電流的應(yīng)用場景,如鋰電池保護(hù)電路。但肖特基二極管的反向耐壓一般較低,通常在 100V 以下,在選型時(shí)需根據(jù)電路的實(shí)際需求,權(quán)衡其性能優(yōu)勢與耐壓限制,充分發(fā)揮其在高頻、低壓電路中的作用。硅二極管正向?qū)妷焊哂阪N二極管,穩(wěn)定性更強(qiáng),工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用更廣。STD2NA50-1
發(fā)光二極管(LED)通電后能發(fā)光,按波長不同呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)等多種顏色。STB60NF06T4
普通整流二極管是電子電路中最常見的類型,主要用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。在單相半波整流電路中,單個(gè)二極管利用其單向?qū)щ娦裕辉试S交流電的半個(gè)周期通過,實(shí)現(xiàn)整流;全波整流和橋式整流電路則通過多個(gè)二極管的組合,利用交流電的正負(fù)半周,輸出更平滑的直流電壓。設(shè)計(jì)整流電路時(shí),需根據(jù)負(fù)載需求計(jì)算二極管的參數(shù),如選擇合適的較大整流電流和最高反向工作電壓,同時(shí)考慮散熱問題,為大功率二極管加裝散熱片。此外,整流后的直流電壓通常需搭配濾波電容進(jìn)一步平滑,以滿足后級(jí)電路對(duì)電源質(zhì)量的要求,普通整流二極管是構(gòu)建電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件。STB60NF06T4