二極管的制造工藝包括多個環(huán)節(jié)。首先是半導(dǎo)體材料的制備,硅或鍺等半導(dǎo)體材料需要經(jīng)過提純、拉晶等過程,得到高純度、高質(zhì)量的半導(dǎo)體晶體。然后進(jìn)行晶圓制造,將半導(dǎo)體晶體切割成薄片,在晶圓上通過擴(kuò)散、離子注入等工藝形成 P - N 結(jié)。擴(kuò)散工藝是將特定的雜質(zhì)原子擴(kuò)散到半導(dǎo)體材料中,改變其導(dǎo)電類型,從而形成 P 區(qū)和 N 區(qū)。離子注入則是通過加速離子并將其注入到半導(dǎo)體材料中,精確地控制雜質(zhì)的濃度和分布。在形成 P - N 結(jié)之后,還需要進(jìn)行電極制作,在 P 區(qū)和 N 區(qū)分別制作金屬電極,以便與外部電路連接。另外,進(jìn)行封裝,將制作好的二極管芯片封裝在特定的封裝材料中,保護(hù)芯片并提供合適的引腳用于安裝。二極管在半導(dǎo)體技術(shù)中占據(jù)重要地位,推動科技發(fā)展。BT137X-800/L02
在正常使用的電流范圍內(nèi)導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變這個電壓稱為二極管的正向?qū)妷?。不同類型的二極管其正向?qū)妷阂灿兴煌绻瓒O管一般為0.6-0.7V而鍺二極管則較低約為0.3V。當(dāng)二極管承受反向電壓時(shí)如果反向電壓不超過一定限度(即反向擊穿電壓)則二極管幾乎不導(dǎo)通電流處于截止?fàn)顟B(tài)。這種反向截止特性是二極管能夠單向?qū)щ姷闹匾蛑?。?dāng)反向電壓超過二極管的反向擊穿電壓時(shí)二極管會發(fā)生反向擊穿現(xiàn)象此時(shí)二極管由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)電流迅速增大。然而需要注意的是反向擊穿可能是破壞性的因此需要合理設(shè)計(jì)電路以避免二極管發(fā)生破壞性擊穿。肇慶SZMM5Z5V6T1G二極管達(dá)林頓晶體管當(dāng)二極管的正極接高電位,負(fù)極接低電位時(shí),二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。
二極管的關(guān)鍵特性參數(shù)包括較大整流電流、最高反向工作電壓、反向飽和電流、正向壓降等。較大整流電流決定了二極管能夠長期通過的較大正向平均電流,選型時(shí)需確保實(shí)際工作電流小于該值,以免器件過熱損壞;最高反向工作電壓是二極管能承受的較大反向電壓,超過此值會導(dǎo)致反向擊穿,影響電路安全。反向飽和電流越小,二極管的性能越穩(wěn)定;正向壓降則影響電路的功率損耗。在電源整流電路中,需選用較大整流電流和最高反向工作電壓適配的二極管;在高頻電路中,優(yōu)先考慮結(jié)電容小、反向恢復(fù)時(shí)間短的型號,以減少信號失真,合理選型是保障二極管正常工作和電路穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。
二極管的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的過程。早期的二極管是由電子管構(gòu)成的,體積大、功耗高且可靠性相對較低。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的興起,半導(dǎo)體二極管逐漸取代了電子管二極管。20 世紀(jì)初,科學(xué)家們開始對半導(dǎo)體材料進(jìn)行深入研究。在不斷的實(shí)驗(yàn)和探索中,發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體材料的特殊導(dǎo)電性質(zhì)。到了 20 世紀(jì)中葉,硅和鍺等半導(dǎo)體材料被廣泛應(yīng)用于二極管的制造。隨著制造工藝的不斷改進(jìn),二極管的性能得到了極大的提升,如降低了正向?qū)妷?、提高了反向耐壓能力等。如今,二極管的種類繁多,除了普通的整流二極管外,還出現(xiàn)了發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、肖特基二極管等具有特殊功能的二極管,滿足了不同領(lǐng)域的需求。二極管具有快速響應(yīng)的特點(diǎn),使得它在高頻電路和信號處理中表現(xiàn)出色。
熱敏二極管的電學(xué)特性隨溫度變化而明顯改變。其正向壓降與溫度呈近似線性關(guān)系,溫度升高時(shí),正向壓降減??;溫度降低時(shí),正向壓降增大。利用這一特性,熱敏二極管可用于溫度測量和溫度控制電路。在電子設(shè)備的溫度監(jiān)測中,將熱敏二極管安裝在關(guān)鍵發(fā)熱部件附近,通過測量其正向壓降的變化,可精確計(jì)算出溫度值。在一些溫度控制系統(tǒng),如空調(diào)、冰箱的溫控電路中,熱敏二極管作為溫度傳感器,將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號,反饋給控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對設(shè)備溫度的精確調(diào)節(jié),保障設(shè)備在適宜的溫度環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行,廣泛應(yīng)用于各種對溫度監(jiān)測和控制有需求的場景。二極管在電路中起到穩(wěn)定電壓、保護(hù)其他元件的作用。74LVC74AD,112
二極管的價(jià)格相對較低,使得其在電子行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。BT137X-800/L02
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,會產(chǎn)生一個反向的感應(yīng)電動勢。此時(shí),二極管導(dǎo)通并形成一個通路,消耗掉這個反向電動勢產(chǎn)生的能量,保護(hù)電路中的其他元器件不受損壞。BT137X-800/L02