PN 结是二极管的结构,其单向导电性源于载流子的扩散与漂移运动。当 P 型(空穴多)与 N 型(电子多)半导体结合时,交界处形成内建电场(约 0.7V 硅材料),阻止载流子进一步扩散。正向导通时(P 接正、N 接负),外电场削弱内建电场,空穴与电子大量穿越结区,形成低阻通路,硅管正向压降约 0.7V,电流与电压呈指数关系(I=I S(e V/V T−1),VT≈26mV)。反向截止时(P 接负、N 接正),外电场增强内建电场,少数载流子(P 区电子、N 区空穴)形成漏电流(硅管<1μA),直至反向电压达击穿阈值(如 1N4007 耐压 1000V)。此特性使 PN 结成为整流、开关等应用的基础,例如 1N4148 开关二极管利用 PN 结电容充放电,实现 4ns 级快速切换。打印机的电路中,二极管协助完成信号传输与电源管理等工作 。徐汇区肖特基二极管代理商

低频二极管(<100kHz):工频场景的主力 采用面接触型结构,结电容>100pF,如 1N5404(3A/400V)用于电焊机时,在 50Hz 工频下效率达 95%,配合散热片可连续工作 8 小时以上。铝电解电容配套的桥式整流堆(KBPC3510),内部集成 4 个面接触型二极管,在 100Hz 频率下纹波系数<8%,用于空调、洗衣机等大功率家电。 中频二极管(100kHz~10MHz):开关电源的 MUR1560(15A/600V)快恢复二极管采用外延工艺,反向恢复时间缩短至 500ns,在反激式开关电源中支持 100kHz 开关频率,较传统工频变压器体积缩小 60%。通信基站的 48V 电源系统中,中频二极管(如 DSEI2x101-12A)在 500kHz 频率下实现高效整流,效率达 96%,保障基站 24 小时稳定供电。徐汇区肖特基二极管代理商肖特基二极管压降低、开关快,适用于低压高频电路。

二极管是电子电路中实现单向导电的关键元件,如同电路的“单向阀门”,在整流、稳压、开关等场景中扮演关键角色。其关键由PN结构成,通过控制电流单向流动实现功能,按材料可分为硅二极管(耐压高、稳定性强,导通电压0.6-0.7V)和锗二极管(导通电压低至0.2-0.3V,适合高频小信号);按结构分为点接触型(高频小电流,如收音机检波)、面接触型(低频大电流,如电源整流)和平面型(集成工艺,适配数字电路)。
从用途看,整流二极管可将交流电转为直流电,常见于充电器;稳压二极管利用反向击穿特性稳定电压,是电源电路的“安全卫士”;开关二极管凭借纳秒级响应速度,成为5G通信和智能设备的信号切换关键;肖特基二极管以0.3V极低压降,在新能源汽车快充中大幅提升效率;发光二极管(LED)则将电能转化为光能,覆盖照明、显示等场景。
随着技术革新,碳化硅二极管突破传统材料极限,耐高压、耐高温特性适配光伏逆变器等严苛环境;TVS瞬态抑制二极管更能在1ns内响应浪涌冲击,为智能设备抵御静电威胁。从消费电子到工业制造,二极管以多元形态和可靠性能,持续赋能电子世界的每一次创新。
检波二极管利用 PN 结的非线性伏安特性,从高频载波中提取低频信号。当调幅波作用于二极管时,正向导通期间电流随电压非线性变化,反向截止时电流为零,经滤波后可分离出调制信号。锗材料二极管(如 2AP9)因导通电压低(0.2V)、结电容小,适合解调中波广播信号(535-1605kHz),失真度低于 5%。混频则是利用两个高频信号在非线性结区产生新频率分量,例如砷化镓肖特基二极管在 5G 基站的 28GHz 频段可实现低损耗混频,帮助处理毫米波信号,变频损耗低于 8 分贝。检波二极管能从高频信号中检出低频信号,用于收音机等设备。

肖特基二极管基于金属与半导体接触形成的势垒效应,而非传统 PN 结结构。当金属(如铝、金)与 N 型半导体(如硅)接触时,会形成一层极薄的电子阻挡层。正向偏置时,电子通过量子隧道效应穿越势垒,导通压降 0.3-0.5V(低于硅 PN 结的 0.7V),例如 MBR20100 肖特基二极管在服务器电源中可提升 3% 效率。反向偏置时,势垒阻止电子回流,漏电流极小(硅基通常小于 10 微安)。其优势在于无少子存储效应,开关速度可达纳秒级,适合高频整流(如 1MHz 开关电源),但耐压通常低于 200V,需通过边缘电场优化技术提升反向耐压能力。在焊接二极管时,要注意控制温度和时间,避免损坏元件。天河区晶振二极管材料
稳压二极管的反向电流在一定范围内,不影响稳压效果。徐汇区肖特基二极管代理商
变容二极管利用反向偏置时 PN 结电容随电压变化的特性,实现电调谐功能。当反向电压增大时,PN 结的耗尽层宽度增加,导致结电容减小,两者呈非线性关系。例如 BB181 变容二极管在 1-20V 反向电压下,电容从 25 皮法降至 3 皮法,常用于 FM 收音机调谐电路,覆盖 88-108MHz 频段。在 5G 手机中,集成变容二极管的射频前端可动态调整天线匹配网络,支持 1-6GHz 频段切换,提升匹配效率 30%,同时降低 20% 功耗。变容二极管在这方面的发展还需要进一步的探索,以产出更好的产品徐汇区肖特基二极管代理商