基本定义

二极管的内部其实就是一个PN结。

把PN结封装起来，两边加上两个电极，就组成了半导体二极管。简称二极管（Diode）

二极管和PN结一样，具有单向导通性：

外观和正负极

 常见芯片封装如下：

 一般来说，普通二极管有横杆或者色端标识的极是负极

发光二极管判断的话，长脚是正极，短脚是负极。内部大的是负极，小的是正极。

更多外观。。。。。。

贴片式稳压二极管

直插式整流二极管

肖特基二极管

等等，就不一一赘述了。 

伏安特性曲线

基本和PN结一致：

二极管的管压降一般在0.6—0.7V。

大体分为三个区域，正向导通区、截止区、反向击穿区。

和PN结一样，二极管在使用时，必须要接一个限流电阻，防止电流激增。

反向恢复时间

一般将二极管从正向导通变为反向截止的过程成为反向恢复过程，这个过程是需要一些时间的。二极管从正向导通切换到反向截止，实际中并不会马上就截止，反而会先出现瞬间的大电流，然后再慢慢趋于截止状态。

具体参考这篇文章：

二极管（一）：反向恢复时间_二极管反向恢复时间_Infinity-LSC的博客-程序员宅基地

普通二极管的常见应用

稳压二极管

稳压二极管也叫做齐纳二极管。

参考：齐纳二极管（稳压二极管）详解及稳压电路分析 - 知乎

齐纳二极管是由Clarence Melvin Zener发明的。Zener是一名美国的物理学家，1930年从哈佛大学博士毕业，是他首次描述了齐纳二极管的反向击穿特性。

齐纳二极管被重度掺杂以降低击穿电压。这导致了一个非常薄的耗尽区域。因此，在耗尽区域内存在一个强电场。在齐纳击穿电压（VZ）附近，电场的强度足以将电子从其价带中拉出来并产生电流。

击穿电压小于约5V的齐纳二极管属于齐纳击穿。那些击穿电压大于5V的齐纳二极管属于雪崩击穿。然而，这两种击穿类型都被称为齐纳二极管。

相比普通二极管，齐纳二极管有更低的击穿电压，且保证不会损坏二极管。

齐纳二极管的特点是利用PN结反向击穿时，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变，从而起到稳压作用。稳压二极管是根据击穿电压来分档的，广泛用于稳压电路和限幅电路中，其电路图符号及常见稳压二极管外形如下图所示：

注意，符号尖端有两个斜角的杠。

稳压二极管的伏安特性

稳压二极管是非线性元件，它的伏安特性曲线是非线性的。当稳压二极管处于正向偏置时，即工作在下图中的第一象限时，其伏安特性曲线与普通二极管一致。当稳压二极管处于反向偏置且当所施加的反向偏置电压小于|VZ|时，流过稳压管的反向电流几乎为0，可等效为开路状态。随着所施加的反向偏置电压增大，当超过|VZ|时，稳压管被击穿，此时VI曲线很陡，电压变化量很小，引起急剧的电流变化。曲线越陡，动态电阻越小，稳压管的稳压性能越好。IZ(min) 和IZ(max) 为稳压管工作在正常稳压状态的最小和最大工作电流。反向电流小于IZ(min) 时，稳压管进入反向特性的转弯段，稳压特性消失；反向电流大于IZ(max) 时，稳压管可能被烧毁。 

稳压管通常是和需要稳压的后端负载并联在一起，并且需要反接，此时，它可以将后端网络的电压给稳住。

为什么能稳住呢？

本质上，是通过调节电流来实现的。

齐纳二极管有很小的电压量变化时，就能引起急剧的电流变化，当负载出现波动，稳压管就可以根据电压的波动来调节电流的波动，从而让电压又恢复到稳压值。

这也能看出，稳压二极管的等效电阻是动态变化的，这就可以把稳压管看做一个自适应的可调电阻。

通过调节电阻值来调节流过负载的电流，负载电流高了，稳压管就多分点，负载电流低了，稳压管就少分点。从而保证负载两端的电压值是不变的。

稳压二极管的常见应用

TVS二极管

TVS全称是Transient Voltage Suppressor(瞬态电压抑制器)。

也是一种ESD保护二极管。参考：TVS二极管（ESD保护二极管） - 知乎

当TVS两端经受瞬间的高压时，它能以极高的速度(P秒级)使其迅速降低。在此过程中，TVS会流过一个大电流，并将其两端的电压钳位在一个特定的数值上，以保护后面的器件免受高压冲击而损坏。

和稳压管类似，TVS管也需要反接才能起到作用。

TVS二极管的电路符号和稳压二极管一样，从电路中无法区分，只能看型号。

TVS有单向和双向之分，单向TVS只能从一个方向进行保护，双向TVS既可以防护来自电源正极的浪涌，也可以防护来自电源负极的浪涌。

因为TVS管起到保护作用，所以一般特性如下：

响应速度要快；

瞬态功率要大；

漏电流低；

动作精度高；

体积小；

……

其伏安特性曲线如下：

正常情况下，TVS管工作在截止区，因此在电路中可以忽略，只有当电路中出现浪涌时，才会进入击穿区，瞬间导走大量电流，从而将电压钳制在一个稳定的值。

具体工作原理如下：

瞬态抑制TVS二极管是采用半导体工艺制成的单个PN结或多个PN结集成的高效能防浪涌过电压器件。瞬变抑制二极管有单向与双向之分，单向TVS一般应用于直流供电电路，双向TVS二极管应用于电压交变的电路。当应用于直流电路时，单向TVS二极管反向并联于电路中，当电路正常工作时，TVS二极管处于截止状态（高阻态），不影响电路正常工作。当电路出现异常过电压并达到TVS二极管击穿电压时，TVS二极管迅速由高电阻状态突变为低电阻状态，泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地，同时把异常过电压钳制在较低的水平，从而保护后级电路免遭异常过电压的损坏。当异常过电压消失后，瞬变抑制TVS二极管阻值又恢复为高阻态。 

肖特基二极管

直接参考：什么是肖特基二极管？肖特基二极管工作原理详解，几分钟带你搞定 - 知乎

肖特基二极管，也被称为热载流子二极管，是一种具有低正向压降和非常快速的开关动作的半导体二极管。当电流流过肖特基二极管时，肖特基二级管端子上有一个小的电压降。普通二极管的电压压降在0.6V-1.7V之间，而肖特基二极管的电压降通常在0.15V-0.45V之间。

这种较低的电压降提供了更好的系统效率和更高的开关速度。在肖特基二极管中，半导体和金属之间形成了一个半导体-金属结，从而形成了肖特基势垒。N型半导体作为阴极，金属侧作为二极管的阳极。这种肖特基势垒导致低正向电压降和非常快速的开关。

电路符号如下：

两头有弯钩。

肖基特二极管内部结构

肖特基二极管是通过将掺杂的半导体区域（N型）与金属（例如金、银、铂）连接起来而形成的。不是PN结，而是金属-半导体，如下图所示。

具体原理直接参考上面那篇链接，此处略。

肖特基势垒二极管的VI特性

肖特基势垒二极管的 VI 特性与普通 PN 结二极管相似，但还是存在以下不同。

肖特基势垒二极管的正向压降比普通的PN结二极管低。由硅制成的肖特基势垒二极管的正向压降呈现出 0.3 伏至 0.5 伏的正向压降。

正向压降随着n型半导体掺杂浓度的增加而增加。由于载流子的高度集中，肖特基势垒二极管的 VI 特性比普通 PN 结二极管的 VI 特性更陡峭。

优点1：低正向导通压降

肖特基二极管的导通电压在硅二极管的0.2V-0.3V之间，而而标准硅二极管的导通电压在 0.6 到 0.7 伏之间。这使得它具有与锗二极管非常相同的开启电压。

优点2：快速恢复时间

由于其主要是自由电子作用，存储电荷少，所以恢复时间快，这意味着它可以用于高速开关应用。

优点3：低结电容

鉴于非常小的有源区域，通常由于在硅上使用线点接触，电容水平非常小。

优点4：性能更好

肖特基二极管将消耗更少的功率，可以轻松满足低压应用的要求。

缺点：较高反向电流

由于肖特基二极管是金属半导体结构，反接电压时更容易漏电流。

肖特基二极管的外观和性能与普通二极管非常相似，但肖特基二极管的一个独特特性是其极低的压降和高开关速度。

发光二极管和光电二极管

发光二极管

发光二极管是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，它在照明领域应用广泛。 发光二极管可高效地将电能转化为光能，在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示、医疗器件等。

发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流。

光电二极管

注意：电路符号中的两个箭头是往里指的。

普通二极管在反向电压作用时处于截止状态，只能流过微弱的反向电流，光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大，以便接收入射光。

光电二极管是在反向电压作用下工作的。

没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。光的强度越大，反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化，这就可以把光信号转换成电信号，成为光电传感器件。

如何计算二极管的电流

有个问题，二极管是非线性原件，不适用欧姆定律，那么，如何计算电流呢？

一般，二极管都是会串联一个限流电阻，因为二极管导通后，微小的电压变化就会引发电流激增，所以必须要接限流电阻。

那怎么知道二极管的电流呢？

我们需要间接计算。

以LED灯为例，我们根据手册就能知道LED的管压降，我们一般会给二极管两端留下管压降的电压值，这个电压值是已知的，所以根据手册里的额定功率，就能计算出一个适合的电流，比如5mA，就能使得LED足够亮，然后用电源电压减去LED的管压降，就能得到应该接的限流电阻两端的电压值，电流刚才算的是5mA，根据KCL可知，同一个支路中的电流处处相等，所以流过电阻的电流也是5mA，电阻是线性原件，可以使用欧姆定律，此时，我们用电阻两端的电压值除以电流值，就能得到限流电阻的大小。

上面是计算LED电流的过程，也是计算限流电阻值的过程。