光电二极管是一种能够将光信号转换为电信号的器件,其工作原理基于内光电效应。当光线照射到光电二极管的 PN 结时,光子能量激发电子 - 空穴对,在电场作用下形成光电流。光电二极管通常工作在反向偏置状态,此时光电流与光照强度成正比,线性度好,响应速度快。在光通信系统中,光电二极管用于接收光纤传输的光信号,将其转换为电信号后进行放大和解调;在光电传感器中,通过检测光电流的变化,可实现对物体的位置、距离、颜色等参数的测量,如自动感应门利用光电二极管检测人体反射的红外光,触发开门动作。此外,雪崩光电二极管(APD)通过雪崩倍增效应,可进一步提高光信号检测的灵敏度,适用于远距离、弱光信号的检测场景。续流二极管可保护电感类元件免受过电压损害。BZV49-C22
激光二极管的发光基于受激辐射原理。在其内部的有源区,通过注入电流形成粒子数反转分布,当外界光子激发时,产生受激辐射,输出高亮度、高方向性的激光束。在光通信领域,激光二极管作为光源,将电信号转换为光信号,通过光纤进行高速、长距离的数据传输。其高调制速率和低功耗特性,满足了现代通信网络对大容量、高速率数据传输的需求,是光纤通信系统的重要器件之一。在激光加工领域,激光二极管发出的高能量激光束可用于材料切割、焊接、打孔等加工工艺。例如在汽车制造中,用于车身零部件的焊接;在电子制造中,用于电路板的微孔加工,凭借其高精度、高效率的加工优势,推动了制造业的技术升级。RB532HS-30T15R发光二极管(LED)通过注入电流发光,色彩鲜艳、能耗低,广泛应用于照明、显示屏背光源等领域。

二极管是一种具有单向导电特性的半导体器件,由一个 PN 结、电极引线和外壳封装而成。PN 结是其重要结构,P 型半导体一侧带正电,富含空穴;N 型半导体一侧带负电,含有大量自由电子。当二极管两端施加正向电压(阳极接正,阴极接负)且超过其导通阈值(硅管约 0.7V,锗管约 0.3V)时,PN 结变窄,载流子扩散形成正向电流,此时二极管处于导通状态;而施加反向电压时,PN 结变宽,只存在微弱的反向饱和电流,二极管截止。这种单向导电特性使二极管能够实现整流、限幅、稳压等功能,广泛应用于各类电子电路中,如同电路中的 “单向阀门”,控制电流的流向与大小。
二极管在使用过程中可能出现多种失效模式,常见的包括开路、短路、性能退化等。正向电流过大或反向电压超过额定值,会导致二极管过热烧毁,出现开路故障;PN 结击穿后若电流不受限制,可能造成长久性短路。此外,长期工作在高温、高湿度环境下,二极管的性能会逐渐退化,如正向压降增大、反向漏电流增加。故障诊断时,可使用万用表的二极管档测量其正向压降和反向电阻,正常情况下,正向压降应在规定范围内,反向电阻趋于无穷大;对于复杂电路中的二极管,可通过示波器观察其电压、电流波形,判断是否存在异常。预防二极管失效需在电路设计阶段合理选型,确保工作条件在器件额定范围内,并采取适当的散热、防护措施,延长二极管的使用寿命,保障电路稳定运行。二极管的额定电流与反向耐压是选型时需重点关注的主要参数。

光电二极管作为一种能够将光信号转换为电信号的特殊二极管,在光通信、光电检测等领域有着至关重要的应用,其工作原理基于半导体的光电效应。光电二极管的工作原理是内光电效应。当光照射到光电二极管的PN结时,如果光子的能量大于半导体材料的禁带宽度,光子就会被吸收,从而在PN结附近产生电子-空穴对。在PN结内电场的作用下,这些电子和空穴会被分离,电子向N区移动,空穴向P区移动,这样就会在PN结两端产生一个光生电动势。如果光电二极管外接电路,就会有光电流产生。例如,在可见光范围内,当波长合适的光照射到硅光电二极管上时,就会引发这种光电效应,产生与光强度相关的电流。激光二极管可发射强度高的单色激光束。多路复用开关芯片74HC125PW TSSOP14开关IC
高压二极管常用于微波炉等高压设备中。BZV49-C22
掺杂工艺:掺杂是为了在硅中引入特定的杂质,形成P型或N型半导体。在制造P型半导体时,通常采用硼等三价元素作为杂质进行掺杂。这可以通过离子注入或扩散等方法实现。离子注入是将硼离子加速后注入到硅片中,其优点是可以精确控制杂质的浓度和深度;扩散法则是将硅片置于含有硼杂质的气体环境中,在高温下使杂质扩散到硅片中。制造N型半导体则使用磷等五价元素进行类似的掺杂操作。在形成P型和N型半导体之后,就是PN结的制造。这通常通过光刻和蚀刻等工艺来实现。光刻工艺就像在硅片上进行精确的绘画,利用光刻胶和紫外线曝光等技术,在硅片上定义出需要形成PN结的区域。然后通过蚀刻工艺,去除不需要的半导体材料,精确地形成PN结。这个过程需要极高的精度,因为PN结的质量直接影响二极管的性能,如正向导通特性和反向截止特性。BZV49-C22