1.工作原理

常見二極體型號連線
二極體管內結構圖：

二極體符號

二極體特性曲線

常見引數：

1. 直流電阻R_o：靜態工作點處的直流電壓和直流電流的比值。
   
2. 交流電阻r_d：二極體在靜態工作點處電壓的微變增量與相應的電流微變增量的比值。
   
3. 最大平均整流電流I_F：指二極體允許流過的最大平均電流。若超過該電流，二極體可能會因為過熱而損壞。I_F與環境溫度等散熱條件有關，故手冊上給出I_F值時往往註明溫度。
4. 最大反向工作電壓U_R：二極體反偏電流過大可能會發生反向擊穿，U_R指使用時加在二極體上的最大反向電壓，即U_R在數值上應小於反向擊穿電壓BU_R。
5. 反向電流I_R：I_R就是反向飽和電流I_S，手冊上一般註明I_R是在什麼反向電壓和溫度上測得。
6. 最高工作頻率f_M：允許加在二極體上的最大交流電壓頻率。若交流電壓頻率超過此值，二極體的單向導通性將變差（勢類電容的影響）。有時候手冊上會給出結電容和反向恢復時間，這些都是與f_M相關的引數。

原理介紹參照地址

2.應用

2.1單相整流

  整流電路的作用是將正弦交流電壓轉換為單向性脈動電壓（單向性脈動電壓是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓），利用的是二極體的單向導通特性。
1.單相半波整流電路
工作原理：
  在正半週期內，二極體處於正向偏置狀態，並將電流傳導至R_L（負載電阻），在負載上產生電壓，這與正半周的輸入交流訊號相同。在負半週期間，二極體處於反向偏置狀態，只有很少的反向電流流過二極體（可以看成沒有），在負載處沒有電壓產生。最終整個週期內只有正半個週期的交流輸入電壓出現在負載兩端。由於二極體的單向導電性，在一個週期中，僅在半個週期內有電壓加在負載上，有電流通過負載，而下半週期中，負載上無電壓又無電流，因此稱這種電路為半波整流電路。
單相半波整流電路結構簡單，所用二極體數量最少。但是由於它只利用了交流電壓的半個週期，輸出直流電壓低，輸出波形脈動大，效率低，因此，這種電路只能用在輸出電流較小，對脈動要求不高的場合。
主要引數：
（1）輸出電壓平均值Uo_（AV）：負載電阻上電壓的平均值：

（2）二極體的平均電流I_D（AV）：等於負載電流的平均值Io_（AV）：

（3）脈動係數S：最低次諧波的幅值與輸出電壓平均值之比：

S定義為整流輸出電壓基波峰值U_O1m與輸出電壓平均值Uo_（Av）之比。

（4）二極體所承受的最大反向電壓U_RMAX：

2單相全波整流電路

  全波整流是一種對交流整流的電路。在這種整流電路中，在半個週期內，電流流過一個整流器件（比如晶體二極體），而在另一個半周內，電流流經第二個整流器件，並且兩個整流器件的連線能使流經它們的電流以同一方向流過負載。全波整流整流前後的波形與半波整流所不同的，是在全波整流中利用了交流的兩個半波，這就提高了整流器的效率，並使已整電流易於平滑。無論正半周或負半周，通過負載電阻R的電流方向總是相同的。
全波整流輸出電壓的直流成分（較半波）增大，脈動程度減小，但變壓器需要中心抽頭、製造麻煩，整流二極體需承受的反向電壓高，故一般適用於要求輸出電壓不太高的場合。

主要引數：
（1）輸出直流電壓（或輸出電壓平均值）Uo_(AV):

  在理想狀態下，橋式整流電路的直流輸出電壓約為變壓器副邊電壓有效值的%90，，實際電路中，整流二極體的正向電阻和變壓器內阻上的壓降均不為零，所以輸出直流電壓的實際數值還要低一些。

（2）二極體正向平均電流I_D(AV):

橋式整流電路中，兩組整流二極體V_D1和V_D2交替導通。

（3）整流電壓脈動係數S:

S定義為整流輸出電壓基波峰值U_o1m與輸出電壓平均值Uo_（Av）之比。

（4）二極體承受的最大反向電壓U_rm:

1.3橋式整流電路

  橋式整流是對全波整流的一種改進。在正半周時，對V_D1、V_D3加正向電壓，V_D1、V_D3導通；對V_D2、V_D4加反向電壓，V_D2、V_D4截止。電路中構成V_D1、負載R_L、V_D3通電迴路，在負載R_L 上形成半個週期的上正下負的半波整流電壓，在負半周時，對V_D2、VD4加正向電壓，V_D2、V_D4導通；對V_D1、V_D3加反向電壓，V_D1、V_D3截止。電路中構成V_D2、負載R_L 、V_D4通電迴路，同樣在負載R_L上形成半個週期上正下負的另外半波的整流電壓。如此重複下去，結果在R_L上便得到全波整流電壓。
主要引數：
（1）輸出直流電壓（或輸出電壓平均值）Uo_(AV):

在理想狀態下，橋式整流電路的直流輸出電壓約為變壓器副邊電壓有效值的%90，，實際電路中，整流二極體的正向電阻和變壓器內阻上的壓降均不為零，所以輸出直流電壓的實際數值還要低一些。

（2）二極體正向平均電流I_D(AV):

橋式整流電路中，兩組整流二極體V_D1、V_D3和V_D2、V_D4、交替導通，流過每個二極體的平均電流等於輸出電流的一半。

（3）整流電壓脈動係數S:

S定義為整流輸出電壓基波峰值U_o1m與輸出電壓平均值Uo_（AV）之比。

（4）二極體承受的最大反向電壓U_rm:

2.2開關

  二極體當作開關來用時，主要利用的是他的導通和截至特性。由於半導體二極體具有單向導電的特性，在正偏壓下PN接面導通，在導通狀態下的電阻很小，約為幾十至幾百歐；在反向偏壓下，則呈截止狀態其電阻很大,一般矽二極體在10ΜΩ以上，鍺管也有幾十千歐至幾百千歐。利用這一特性，二極體將在電路中起到控制電流接通或關斷的作用，成為一個理想的電子開關。但針對於開關二極體，最重要的特點是高頻條件下的表現。

  高頻條件下，二極體的勢壘電容表現出來極低的阻抗，並且與二極體並聯。當這個勢壘電容本身容值達到一定程度時，就會嚴重影響二極體的開關效能。極端條件下會把二極體短路，高頻電流不再通過二極體，而是直接繞路勢壘電容通過，二極體就失效了。而開關二極體的勢壘電容一般極小，這就相當於堵住了勢壘電容這條路，達到了在高頻條件下還可以保持好的單向導電性的效果。¹

2.2.1勢壘電容CB(Cr)²
  在積累空間電荷的勢壘區，當PN接面外加電壓變化時，引起積累在勢壘區的空間電荷的變化，即耗盡層的電荷量隨外加電壓而增多或減少，這種現象與電容器的充、放電過程相同。耗盡層寬窄變化所等效的電容稱為勢壘電容。勢壘電容具有非線性，它與結面積、耗盡層寬度、半導體的介電常數及外加電壓有關。當PN接面兩端加正向電壓時，PN接面變窄，結中空間電荷量減少，相當於電容"放電"，當PN接面兩端加反向電壓時，PN接面變寬，結中空間電荷量增多，相當於電容"充電"。這種現象可以用一個電容來模擬，稱為勢壘電容。勢壘電容與普通電容不同之處，在於它的電容量並非常數，而是與外加電壓有關。當外加反向電壓增大時，勢壘電容減小；反向電壓減小時，勢壘電容增大。

2.2.2擴散電容CD³
  擴散電容是PN接面在正偏時所表現出的一種微分電容效應。PN接面正向偏置時，N區的電子向P區擴散，在P區形成一定的非平衡載流子的濃度分佈，即靠近PN接面一側濃度高，遠離PN接面的一側濃度低。顯然，在P區積累了電子，即存貯了一定數量的負電荷；同樣，在N區也積累了空穴，即存貯了一定數即正電荷。當正向電壓加大時，擴散增強，這時由N區擴散到P區的電子數和由P區擴散到N區的空穴數將增多，致使在兩個區域內形成了電荷堆積，相當於電容器的充電。相反，當正向電壓減小時，擴散減弱，即由N區擴散到P區的電子數和由P區擴散到N區的空穴數減少，造成兩個區域內電荷的減少，這相當於電容器放電。因此，可以用一個電容來模擬，稱為擴散電容。

   PN接面的擴散電容與其勢壘電容不同。擴散電容是少數載流子引起的電容，對於PN接面的開關速度有很大影響，在正偏下起很大作用、在反偏下可以忽略，在低頻時很重要、在高頻時可以忽略；勢壘電容是多數載流子引起的電容，在反偏和正偏時都起作用，並且在低頻和高頻下都很重要。

  總之，二極體呈現出兩種電容，它的總電容Cj相當於兩者的並聯，即Cj＝CB + CD。二極體正向偏置時，擴散電容遠大於勢壘電容 Cj≈CD ；而反向偏置時，擴散電容可以忽略，勢壘電容起主要作用，Cj≈CB 。

2.3限幅

定義：所謂限幅電路，就是指限制電路中某一點的訊號幅度大小，當訊號幅度大到一定程度時，不讓訊號的幅度再增大;當訊號的幅度沒有達到限制的幅度時，限幅電路不工作。具有這種功能的電路稱為限幅電路，利用二極體來完成這一功能的電路稱為二極體限幅電路。
  限幅電路按功能分為上限限幅電路、下限限幅電路和雙向限幅電路三種。在上限限幅電路中，當輸入訊號電壓低於某一事先設計好的上限電壓時，輸出電壓將隨輸入電壓而增減；但當輸入電壓達到或超過上限電壓時，輸出電壓將保持為一個固定值,不再隨輸入電壓而變,這樣，訊號幅度即在輸出端受到限制。同樣，下限限幅電路在輸入電壓低於某一下限電平時產生限幅作用。雙向限幅電路則在輸入電壓過高或過低的兩個方向上均產生限幅作用。

  下限幅電路：當輸入電壓Ui在二極體處的電壓差（Ui-E）小於二極體的門限電壓時，二極體處於截止狀態，此時的輸出電壓Uo等於E;當輸入電壓Ui在二極體處的電壓差（Ui-E）大於二極體的門限電壓時，此時二極體處於導通狀態，此時的輸出電壓Uo約等於Ui。

  上限幅電路：當輸入電壓Ui在二極體處的電壓差（Ui-E）小於二極體的門限電壓時,二極體處於截止狀態，此時的輸出電壓為Ui;當輸入電壓Ui在二極體處的電壓差（Ui-E）大於二極體的門限電壓時,二極體處於導通狀態，此時的輸出電壓Uo約等於E。

  雙向限幅電路：當輸入的電壓Ui小於E1,且在二極體D1處的電壓差（E1-Ui）大於二極體D1的門限值時，二極體D1導通、D2截止（E2>Ui）,此時輸出端的電壓Uo等於二極體D1支路處的電壓，約等於E1;當輸入電壓大於E1、小於E2時，二極體D1、D2截止，此時的輸出電壓Uo就等於Ui;當輸入的電壓Ui大於E2,且在二極體D2處的電壓差（Ui-E2）大於二極體的門限值時，二極體D1截止（Ui>E1）、D2導通,此時輸出端的電壓Uo等於二極體D2支路處的電壓，約等於E2。

2.4續流

2.5檢波

2.6阻尼

阻尼（英語：damping）：是指任何振動系統在振動中，由於外界作用（如流體阻力、摩擦力等）和/或系統本身固有的原因引起的振動幅度逐漸下降的特性，以及此一特性的量化表徵。
  阻尼二極體是具有較高的反向工作電壓和峰值電流，正向壓降小，高頻高壓整流二極體，用在電視機行掃描電路作阻尼和升壓整流用。阻尼二極體多用於黑白或彩色電視機行掃描電路中的阻尼、整流電路里，可以是矽二極體或鍺二極體。它具有類似高頻高壓整流二極體的特性。它的反向恢復時間很小，能承受較高的反向擊穿電壓和較大的峰值電流，既能在高頻(行頻)下工作又具有較低正向電壓降。
主要引數選擇：

1. 反向耐壓要高：阻尼二極體要承受與行輸出管基本相同的掃描逆程反峰高壓。因此，選擇阻尼二極體，其反向耐壓PR要高，否則很難正常工作。
2. 最大正向脈衝電流要大：阻尼二極體是在掃描逆程結束的瞬間，由逆程振盪電壓使它導通的，所以最大正向脈衝電流與行輸出管基本相同。
3. 反向恢復時間要小：為使阻尼二極體能很好地阻尼振盪，並在偏轉線圈中形成正程掃描的鋸齒波電流，要求乙越小越好。這樣可以減少洩放時間，使逆程期間的偏轉線圈中儲存的能量通過阻尼很快洩放掉。

2.7顯示

  發光二極體與普通二極體一樣是由一個PN接面組成，也具有單向導電性。當給發光二極體加上正向電壓後，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN接面附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴複合，產生自發輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴複合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極體
  在某些半導體材料的PN接面中，注入的少數載流子與多數載流子複合時會把多餘的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN接面加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。當它處於正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。⁴
主要引數⁵
（1）色溫：常規色溫：暖白光（WW）2700-3200k、自然光（NW）4000-4500K、正白光（PW）6000-6500K、 冷白光（CW）7000-7500k
（2）允許功耗：允許功耗Pm:允許加於LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，LED發熱、損壞。
（3）)最大正向直流電流I_Fm:允許加的最大的正向直流電流。超過此值會損壞二極體。
（4）最大反向電壓V_Rm:所允許加的最大反向電壓。超過此值，發光二極體可能被擊穿損壞。
（5）工作環境topm:發光二極體可正常工作的環境溫度範圍。低於或高於此溫度範圍,發光二極體將不能正常工作,效率大大降低。

2.8穩壓

  穩壓二極體(又叫齊納二極體)，它主要工作在反向擊穿狀態。利用的是它在反向擊穿狀態下工作電流有很大的變化範圍而其兩端的電壓基本不變的特性。壓二極體是根據擊穿電壓來分檔的,因為這種特性,穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。

工作原理：

（1）當輸入電源電壓U_i比穩壓二極體D的穩定電壓U_Z低時，穩壓二極體沒有擊穿而處於反向截止區，這種工作狀態不是穩壓二極體的正常工作狀態，因為輸出電壓U_o是隨輸入電壓U_i變化的，沒有達到輸出穩定電壓的目的。此時的輸出電壓U_o為:

（2）當輸入電源電壓U_i比穩壓二極體穩定電壓高時，穩壓二極體被反向電壓擊穿，穩壓二極體處於工作狀態，輸出電壓U_o就是穩壓二極體的標稱穩定電壓。這是因為穩壓二極體處於擊穿狀態時的電流變動是呈指數式變動的，改變非常急劇。R_L或者U_i增加時，加在U_o處的電壓上升、穩壓二極體D的電壓U_z也會隨U_o上升，穩壓二極體D處電流I_z會隨著電壓的上升急劇增加，從而引起電阻R1處的電壓U_R1上升，由於R_L和R1是串聯分壓的關係，U_R1的上升勢必會引起U_o下降，從而到達穩壓的效果。反之，R_L或者U_i減小時，加在U_o處的電壓下降、穩壓二極體D的電壓U_z也會隨U_o下降，穩壓二極體D處電流I_z會隨著電壓的上升急劇減小，從而引起電阻R1處的電壓U_R1下降，由於R_L和R1是串聯分壓的關係，U_R1的下降勢必會引起U_o上升，從而到達穩壓的效果。此時的輸出電壓為：

（3）需要注意的是，當穩壓二極體處於反向擊穿狀態時，細微的電壓變動都會引起電流很大的變化，而穩壓二極體都有自己的最大工作電I_zm流，如果超過這個值，穩壓二極體就會燒壞,失去穩壓能力，所以在實際中一定要防止穩壓二極體電流超過最大工作電I_zm流（可以通過加大R1進行限流）。此時的電流I_z為：

穩壓二極體主要引數：

1. 穩定電壓U_Z:指穩壓管通過額定電流時兩端產生的穩定電壓值。該值隨工作電流和溫度的不同而略有改變。由於製造工藝的差別，同一型號穩壓管的穩壓值也不完全一致。
2. 額定電流I_z:指穩壓管產生穩定工作時通過該管的電流值。低於此值時，穩壓管非不能進行穩壓，穩壓效果會變差;高於此值時，只要不超過額定功率損耗，也是允許的，而且穩壓效能會好一些，但要多消耗電能。
3. 動態電阻R_z:指穩壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值隨工作電流的不同而改變，一般是工作電流愈大，動態電阻則愈小，通常希望這個值越小越好。計算公式為：
   
4. 額定功耗P_z:由晶片允許溫升決定，其數值為穩定電壓U_z和允許最大電流I_zm的乘積。
   
5. 溫度係數α:它是衡量在電路引數不變的條件下，穩壓二極體的溫度變化引起的穩定電壓的變化量，亦即溫度變化1 oC所引起穩壓二極體兩端電壓的相對變化量，如下式：
   
6. 反向漏電流IR:指二極體在規定的反向電壓下產生的漏電流。

2.9觸發

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1. 百度百科-開關二極體 ↩︎

2. 百度百科-勢壘電容 ↩︎

3. 百度百科-擴散電容 ↩︎

4. 百度百科-發光二極體 ↩︎

5. 電子發燒友 ↩︎