雪崩二极管可应用范围较广 2022年后市场空间不断增大

雪崩二极管可应用范围较广市场空间不断增大

　　雪崩二极管，是利用半导体结构中载流子的碰撞电离和渡越时间两种物理效应产生负阻的固体微波器件。雪崩二极管是一种PN结型二极管，PN结在电场作用下，反向电压增大到一定数值时，载流子会倍增，即产生雪崩击穿现象，利用这个特性即可制造雪崩二极管。雪崩二极管可产生高频震荡，常被应用在微波振荡电路中。

　　按照振荡模式来划分，雪崩二极管可以分为碰撞雪崩渡越时间（IMPATT）模式、俘获等离子体雪崩触发渡越时间（TRAPATT）模式、谐波模式、参量模式、静态模式、热模式等，其中，前两种是主要工作模式。按照材料来划分，雪崩二极管可以分为硅雪崩二极管、铟镓砷雪崩二极管、碲镉汞雪崩二极管等。　

雪崩二极管工作频率在3-400GHz之间，可产生微波、毫米波、亚太赫兹波，具有输出功率大、工作效率高、体积小的优点，是一种重要的功率器件，可以应用在雷达、传感、通信、仪器仪表等领域。在光通信中，主要采用雪崩光电二极管，主要用作光敏元件，当光射入PN结时会被吸收形成光电流，增大PN结上的反向偏压可使光电流倍增，利用这一效果雪崩光电二极管可以放大光电信号，具有微弱信号监测灵敏度高的优点。　

根据新思界产业研究中心发布的《2022-2026年雪崩二极管行业深度市场调研及投资策略建议报告》 显示，全球光通信市场规模不断扩大，雪崩光电二极管销售规模不断增长，2021年达到1.54亿美元左右；预计2022-2026年，全球雪崩光电二极管需求将持续增长，到2026年销售规模将达到1.82亿美元左右，年均复合增长率为3.4%。仅以光通信领域来看，我国雪崩二极管市场空间正在不断增大。　

　新思界行业分析 人士表示，在全球范围内，雪崩二极管生产商主要有美国Excelitas Technologie、美国Littelfuse、美国威世、美国Diodes、美国Excelitas、意大利Ocram、瑞士ID Quantique、日本滨松等国外企业，以及国盾量子、欧光电子、光迅科技等国内企业。　

　量子通信是一种安全级别高、传输效率高的新型通信技术，在全球信息产生量快速增长、安全通信要求不断提高背景下，量子通信产业发展受到关注。在我国，量子通信理论技术研究水平先进，产业化发展速度快，在量子通信产业链中，上游是元器件与设备供应商，雪崩二极管是其中一种重要的元器件。未来随着量子通信产业规模不断扩大，雪崩二极管市场需求量还将持续上升。

什么是雪崩强度？

功率MOSFET的雪崩强度限值是衡量器件针对于感性负载在开关动作应用中的重要参数。清楚地理解雪崩强度的定义，失效的现象及评估的方法是功率MOSFET电路设计必备的能力。本文将以下面三个方面进行探讨：

雪崩能量的定义及相关参数雪崩强度限值超限的失效雪崩强度限值的计算与评估

1. 雪崩能量的定义和相关参数

雪崩击穿的定义：

材料掺杂浓度较低的PN结中，当PN结反向电压增加时，空间电荷区中的电场随着增强。这样通过空间电荷区的电子和空穴，就会在电场作用下，使获得的能量增大。在晶体中运行的电子和空穴将不断地与晶体原子发生碰撞，通过这样的碰撞可使束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子-空穴对。新产生的载流子在电场作用下撞出其他价电子，又产生新的自由电子和空穴对。如此连锁反应，使得阻挡层中的载流子的数量雪崩式地增加，流过PN结的电流就急剧增大击穿PN结，这种碰撞电离导致击穿称为雪崩击穿，也称为电子雪崩现象。

MOSFET的雪崩现象：

在感性负载的电路应用中，MOSFET导通时对感性负载充电，电感积聚能量；当MOSFET关闭时，感性负载中积聚的能量释放，引起MOSFET漏极和源极间电压急速上升，并有电流流过，直至能量释放结束，电流和电压降至为零，这个过程就是MOSFET中雪崩的现象，如下面的图1，图2，图3。