二极管由PN结构成,内部有正负两极,通过作用在 PN 结上的电压,控制电流的流动。当二极管正向偏压时,PN结内部空穴与电子浓度比较大,空穴与电子碰撞,能量被转化成热能散发出去,导致二极管温度升高。随着温度升高,空穴和电子浓度会发生变化,导致电流效率下降。当二极管反向偏压时,电流非常小。因此,二极管直流功率比交流功率要小得多。
二极管通电后,内部材料存在一定的电阻,从而电能被部分转化成热能释放出去,导致功率损耗。而在极端条件下(超过二极管承受的最大电流、功率、电压),二极管内部会受到极大的压力。这些过剩的电能就会导致内部结构发生质变,从而降低二极管功率。
二极管通电后,在工作过程中由于二极管内部功率损耗导致内部发热,进而引发热效应并导致温度增加,这可能会导致 PN 结瞬间失效。过高的温度会导致 PN 结内的材料失去了半导体特性,迫使 PN 结失去其被偏置的数学特性,从而破坏二极管自身构造。
二极管尺寸越小,能够承受的最大功率就越小,因为功率与尺寸成正比例关系。因此,很多应用需要选择多个二极管进行任务。然而,使用多个二极管存在一些问题,例如电流和功率分配不平均,容易导致阻抗匹配和热失调等情况发生,并最终导致二极管的寿命减少。