1907 年,英國(guó)科學(xué)家史密斯發(fā)現(xiàn)碳化硅晶體的電致發(fā)光現(xiàn)象,雖亮度 0.1mcd(燭光 / 平方米),卻埋下 LED 的種子。1962 年,通用電氣工程師霍洛尼亞克發(fā)明首只紅光 LED(GaAsP),光效 1lm/W,主要用于儀器面板指示燈;1972 年,惠普推出綠光 LED(GaP),光效提升至 10lm/W,使七段數(shù)碼管顯示成為可能,計(jì)算器與電子表從此擁有清晰讀數(shù)。1993 年,中村修二突破氮化鎵外延技術(shù),藍(lán)光 LED(InGaN)光效達(dá) 20lm/W,與紅綠光組合實(shí)現(xiàn)全彩顯示 —— 這一突破使 LED 從 “指示燈” 升級(jí)為 “光源”,2014 年中村因此獲諾貝爾獎(jiǎng)。 21 世紀(jì),LED 進(jìn)入爆發(fā)期:2006 年,白光 LED(熒光粉轉(zhuǎn)換)光效突破 100lm/W,替代白熾燈成為主流照明;2017 年,Micro-LED 技術(shù)將二極管尺寸縮小至 10μm,像素密度達(dá) 5000PPI齊納二極管通過反向擊穿特性,為精密儀器提供穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓,保障測(cè)量精度與信號(hào)穩(wěn)定性。閔行區(qū)TVS瞬態(tài)抑制二極管誠(chéng)信合作
航空航天領(lǐng)域?qū)﹄娮釉骷男阅堋⒖煽啃耘c穩(wěn)定性有著極為嚴(yán)苛的要求,二極管作為基礎(chǔ)元件,其發(fā)展前景同樣廣闊。在飛行器的電子控制系統(tǒng)中,耐高溫、抗輻射的二極管用于保障系統(tǒng)在極端環(huán)境下的正常運(yùn)行;在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,高頻、低噪聲二極管用于信號(hào)的接收與發(fā)射,確保衛(wèi)星與地面站之間的穩(wěn)定通信。隨著航空航天技術(shù)不斷突破,如新型飛行器的研發(fā)、深空探測(cè)任務(wù)的推進(jìn),對(duì)高性能二極管的需求將持續(xù)增加,促使企業(yè)加大研發(fā)投入,開發(fā)出更適應(yīng)航空航天復(fù)雜環(huán)境的二極管產(chǎn)品。閔行區(qū)MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管二極管銷售恒流二極管輸出恒定電流,為需要穩(wěn)定電流的電路提供可靠保障。
車規(guī)級(jí)二極管在汽車電氣化中不可或缺。肖特基二極管(AEC-Q101 認(rèn)證)在 OBC 充電機(jī)中實(shí)現(xiàn) 0.4V 正向壓降,充電速度提升 30%,同時(shí)耐受 - 40℃~+125℃溫度循環(huán)。快恢復(fù)二極管(FRD)在電驅(qū)系統(tǒng)中以 100kHz 開關(guān)頻率控制電機(jī),效率達(dá) 95%,較硅基 IGBT 方案體積縮小 40%。碳化硅二極管集成于 800V 高壓平臺(tái)后,支持電動(dòng)車超快充(10 分鐘補(bǔ)能 80%),同時(shí)降低電驅(qū)系統(tǒng) 30% 能耗。從發(fā)電機(jī)整流到 ADAS 傳感器保護(hù),二極管以高可靠性支撐汽車從燃油向智能電動(dòng)的轉(zhuǎn)型。
穩(wěn)壓二極管的工作基礎(chǔ)是齊納擊穿效應(yīng),主要用于反向偏置時(shí)的電壓穩(wěn)定。當(dāng)反向電壓達(dá)到特定值(齊納電壓),內(nèi)建電場(chǎng)強(qiáng)度足以直接拉斷半導(dǎo)體共價(jià)鍵,產(chǎn)生大量電子 - 空穴對(duì),形成穩(wěn)定的擊穿電流。與通過碰撞電離引發(fā)的雪崩擊穿不同,齊納擊穿通常發(fā)生在較低電壓(小于 5V),且具有負(fù)溫度系數(shù)(如電壓隨溫度升高而降低)。通過串聯(lián)限流電阻控制電流在安全范圍(通常 5-50 毫安),可使輸出電壓穩(wěn)定在齊納電壓附近。例如 TL431 可調(diào)基準(zhǔn)源,通過外接電阻分壓,能在 2.5-36V 范圍內(nèi)提供高精度穩(wěn)定電壓,溫漂極低,常用于精密電源和電池保護(hù)電路。雪崩二極管利用雪崩擊穿效應(yīng),產(chǎn)生尖銳的脈沖信號(hào),在雷達(dá)等設(shè)備中肩負(fù)重要使命。
低頻二極管(<100kHz):工頻場(chǎng)景的主力 采用面接觸型結(jié)構(gòu),結(jié)電容>100pF,如 1N5404(3A/400V)用于電焊機(jī)時(shí),在 50Hz 工頻下效率達(dá) 95%,配合散熱片可連續(xù)工作 8 小時(shí)以上。鋁電解電容配套的橋式整流堆(KBPC3510),內(nèi)部集成 4 個(gè)面接觸型二極管,在 100Hz 頻率下紋波系數(shù)<8%,用于空調(diào)、洗衣機(jī)等大功率家電。 中頻二極管(100kHz~10MHz):開關(guān)電源的 MUR1560(15A/600V)快恢復(fù)二極管采用外延工藝,反向恢復(fù)時(shí)間縮短至 500ns,在反激式開關(guān)電源中支持 100kHz 開關(guān)頻率,較傳統(tǒng)工頻變壓器體積縮小 60%。通信基站的 48V 電源系統(tǒng)中,中頻二極管(如 DSEI2x101-12A)在 500kHz 頻率下實(shí)現(xiàn)高效整流,效率達(dá) 96%,保障基站 24 小時(shí)穩(wěn)定供電。交通信號(hào)燈采用發(fā)光二極管,憑借其高亮度、長(zhǎng)壽命,保障交通安全有序。昆山LED發(fā)光二極管
工業(yè)控制電路依靠二極管實(shí)現(xiàn)精確的電流控制與信號(hào)處理,保障生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。閔行區(qū)TVS瞬態(tài)抑制二極管誠(chéng)信合作
雪崩二極管通過雪崩擊穿效應(yīng)產(chǎn)生納秒級(jí)脈沖,適用于雷達(dá)和激光觸發(fā)等場(chǎng)景。當(dāng)反向電壓超過擊穿閾值時(shí),載流子在強(qiáng)電場(chǎng)中高速運(yùn)動(dòng),碰撞電離產(chǎn)生連鎖反應(yīng),形成急劇增長(zhǎng)的雪崩電流。這一過程可在 10 納秒內(nèi)產(chǎn)生陡峭的脈沖前沿,例如 2N690 雪崩二極管在 50V 偏置下,能輸出寬度小于 5 納秒、幅度超過 20V 的脈沖,用于激光雷達(dá)的時(shí)間同步觸發(fā)。通過優(yōu)化結(jié)區(qū)摻雜分布(如緩變結(jié)設(shè)計(jì)),可控制雪崩擊穿的均勻性,降低脈沖抖動(dòng)(小于 1 納秒),提升測(cè)距精度。閔行區(qū)TVS瞬態(tài)抑制二極管誠(chéng)信合作
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