二极管是集成电路的根基

二极管天天都在用，你了解多少? 二极管是一种基本的电子元件，发明于100多年前。 1904年，在研制无线电时，人们试图将一种弱电振荡转换成弱直流电流，英国工程师弗莱明意识到“爱迪生效应”恰好是可以用于高频振荡整流的工具，由此世界上第一枚二极管诞生了，当时称之为电子管。

二极管是集成电路的根基

二极管的核心功能就是单向导电，也就是电流只能从二极管的一个方向通过，反向电流就不让过，这就是二极管的整流作用。

低调、朴实无华的二极管，是集成电路技术的滥觞。半导体二极管所具有的PN结、肖特基结构是集成电路中必不可少的基础结构。半导体二极管在电路中的使用能够起到保护电路，延长电路寿命等作用，维持着集成电路正常工作：

整流作用，二极管可以组成整流电路，实现交流电与直流电的转换。 稳压作用，由于稳压二极管能承受较高的反向电压的能力，所以对于较高的反向电压来说，能够起到很好的反向阻断作用。 隔离作用，由于二极管的正向导通，反向截止的特性，所以会对正负电荷起到隔离作用。

 

 

肖特基二极管(左)和PN二极管的层结构示意图

Nexperia和二极管有着共同的历史，可追溯到整个电子产品的商业化进程。自20世纪50年代起，Nexperia就从位于德国汉堡的Valvo/Philips半导体工厂开始积累二极管专业知识。过去的70年间，Nexperia已经建立了非常广泛的器件产品组合，包括小信号开关和齐纳二极管、 采用现代Trench技术的超高效肖特基二极管和功率整流二极管。

以下是几个重要的里程碑：

1964年，开始开发具有可变结电容的特殊二极管(所谓的“变容二极管”)。 20世纪70年代，著名的SOD68开始生产玻璃二极管。Nexperia被誉为封装创新者，其1969年发明的著名SOT23 3引脚封装至今仍是全球销量领先的半导体封装。 20世纪80年代和90年代，由于大量消费类产品(如PC、笔记本电脑、电视等) 的出现，“有引脚SMD”的数量大幅增加。 2000年初，无引脚封装二极管面世，满足了移动/智能手机行业的破纪录需求。 21世纪第一个十年，Nexperia成功构建了ESD二极管产品组合。

二极管一直在与时俱进

尽管已拥有百年历史，二极管仍在不断自我升级，在最近的十年已经出现了一些颠覆性的新产品。比如，碳化硅和锗化硅产品 (2020年， Nexperia向市场推出了第一批SiGe整流二极管)。 与硅相比，SiC具有多种材料优势，比硅更薄、更轻、更小巧。现代高电压二极管就利用了这些优势，专门为开关模式的电源转换应用创建高性能二极管解决方案，重要的应用示例包括: 开关模式电源(SMPS) 车载充电器(OBC) 逆变器(牵引逆变器和光伏逆变器) 充电站 电动飞机推进系统 不间断电源(UPS)

新型SiC二极管技术在电动汽车应用中发挥着至关重要的赋能作用。实际上，二极管在几乎所有电子系统中都发挥着至关重要的作用。二极管可用于数据中心、5G、机器人、物联网系统、“智能”设施(家庭/办公 室/工厂/城市)、医疗设备、消费类电子产品(如移动电话)以及高可靠性的任务，如关键型太空探索等前沿创新领域。

为帮助工程师更系统全面地了解二极管的基础知识、电气特性、器件架构、封装技术，并提供应用设计参考，Nexperia特别推出《二极管应用手册–基础知识、特性、应用:设计工程师指南》白皮书，用作半导体二极管技术词典，通过分享从基础知识到设计理念的丰富技术信息，帮助工程师优化设计。

审核编辑：汤梓红