二极管
二极管是用半导体材料(硅、硒、锗、砷化镓等)制成的一种电子器件。单向导电性是二极管最重要的特性。 给二极管阳极加上正向电压时，二极管导通。 当给阳极和阴极加上反向电压时，二极管截止。
二极管根据接触面接触方式的不同可以分为点、面和平面接触型二极管
二极管的伏安特性曲线
二极管的伏安特性曲线反映了二极管的电流随两端电压变化的规律
二极管伏安特性曲线
图中，
Uth为二极管的开启电压：当外加的正向电压大于Uth时，二极管的电流开始急剧增加而开始工作，温度升高，二极管的开启电压会减小。
对于锗管：Uth的范围一般认为在0.1~0.3V，一般取锗管的导通压降为0.2V。
对于硅管：Uth的范围一般认为在0.5~0.7V，一般取硅管的导通压降为0.7V。
VBR为反向击穿电压：当反向的电压大于VBR时，反向电流急剧增加，二极管被反向击穿。
二极管的反向击穿的类型——齐纳击穿、雪崩击穿和热击穿
齐纳击穿：反向强电场强行将电子拉出共价键，击穿电压一般小于6V，击穿电压呈负温度系数变化。齐纳击穿的二极管的PN结并未损坏，断开外加电源可恢复正常。
雪崩击穿：反向电场使电子加速，动能增大，电子与原子碰撞，使自由电子突增，击穿电压一般大于6V，且呈正温度系数变化。
热击穿：PN结被烧毁
二极管的分析方法
根据实际应用中不同的使用条件，有时为了方便计算，有时为了更高的计算精度，对二极管的处理方法需要区别对待，所以对二极管的分析方法通常有理想模型、恒压降模型和折线近似模型这三种。
理想模型分析法
理想模型将二极管看做一个普通的开关，把二极管的导通和截止比作开关的闭合与断开
正向导通时，认为导通电压U(on)=0V，即二极管上的压降为0V；
反向截止，二极管像开关一样处于断开状态，导通电流iD=0(A),UBR=∞
理想模型分析法伏安曲线
恒压降模型分析法
恒压降模型分析法，将二极管的导通压降看做一个固定值，如
将锗管的导通电压U(on)固定为0.2V，即认为锗管导通压降UD在工作中一直保持0.2V不变。
将硅管的导通电压U(on)固定为0.7V，即认为锗管导通压降UD在工作中一直保持0.7V不变。
这样就可以将二极管等效为由一个理想二极管和一个电压源(电压不随外部条件变化而变化的电源)组合而成。
恒压降模型分析法伏安曲线
二极管的折线近似模型
二极管的折线近似模型，是一种用于精确计算的模型，这种模型认为二极管的导通电阻是随工作电压、电流的变化而发生变化的，即rD=ΔU/Δi,可以将它等效为一个理想二极管和一个可调电阻的组合。
折线近似模型分析法伏安曲线
用一个案例来说明各种模型的适用场景
如下图，已知一个硅二极管电路，二极管保护电阻R=3KΩ，分别用二极管的理想模型和恒压降模型
求输入电压UDD=3V时电路的输出电压Uo和电流Io;
求输入电压UDD=20V时电路的输出电压Uo和电流Io;
分析：
当UDD=3V时，
在理想模型下，二极管相当于一个闭合开关，导通后，Uo=UDD=3V,Io=Uo/R=UDD/R=3V/3KΩ=1mA;
在恒压降模型下，二极管相当于一个理想二极管和一个理想电压源的组合，这里认为硅管的开启电压U(on)=0.7V,电路导通后，
Uo=UDD-Uon=3-0.7V=2.3V，Io=(UDD-Uon)/R=Uo/R=2.3V/3KΩ=0.77mA
两者的电流误差率：[(1-0.77)/1]x%=23%
当UDD=10V时，
在理想模型下，二极管相当于一个闭合开关，导通后，Uo=UDD=10V,Io=Uo/R=UDD/R=10V/3KΩ=3.3mA;
在恒压降模型下，二极管相当于一个理想二极管和一个理想电压源的组合，这里认为硅管的开启电压U(on)=0.7V,电路导通后，
Uo=UDD-Uon=10-0.7V=9.3V，Io=(UDD-Uon)/R=Uo/R=9.3V/3KΩ=3.1mA
两者的电流误差率：[(3.3-3.1)/3.3]x%≈6%
由以上的分析可知，当UDD足够大时，一般可认为大于5V时，采用理想模型更方便计算，UDD足够小时，采用恒压降模型会使计算结果更精确，而折线近似模型则适用于对精确度要求非常高的计算场景。
二极管的主要参数
最大整流电流IF：二极管长期稳定工作状态下允许通过的最大正向平均电流，IF与PN结面积及外部散热条件等有关；
最高反向工作电压Udrm：加在二极管两端的反向电压高到一定值时，有可能将二极管击穿或损坏，使之失去单向导电能力。为了保证使用安全，规定这个值为最高反向工作电压值；
反向电流Idrm：反向电流是指二极管在常温（25℃）和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电流。反向电流越小，二极管的单向导电性能越好。Idrm还和温度有关，温度每上升10℃，Idrm会增加一倍；
动态电阻Rd：二极管特性曲线静态工作点Q附近电压的变化与相应电流的变化量之比；
最高工作频率Fm：Fm是二极管工作的上限频率。因二极管与PN结一样，其结电容由势垒电容组成。所以Fm的值主要取决于PN结结电容的大小。若是超过此值。则单向导电性将受影响；
电压温度系数αuz：αuz指温度每升高1℃时的稳定电压的相对变化量。uz为6v左右的稳压二极管的温度稳定性较好。
二极管的检测
用指针万用表的电阻挡(此时红表笔接的是万用表的负极，黑表笔接的是万用表的正极)检测二极管：
将万用表设置为Rx1K电阻挡，黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，正常情况下，硅二极管此时显示正向电阻一般在5千欧姆左右，锗二极管在几百欧姆至1千欧姆；
交换红黑表笔，正常情况下，硅管的反向电阻为无穷大，锗管的反向电阻在300欧姆左右。对于硅管而言，若正反向电阻相差不大，则说明该管已损坏。
二极管的限幅作用分析
在如下图所示的电路中，已知输入信号为ui=2sinwt(V),分析硅二极管在电路中的作用
分析：
由上面对二极管的三种分析模型得出的结论，这里ui=2sinwt(V),应采用恒压降模型分析，
当ui<0.7V时，D1和D2均处于截止状态，电路中没有电流流过，则uo=ui；
当ui≥0.7V时，D1截止，D2导通，输出uo即为二极管D2两端的电压，为0.7V；
当ui≤-0.7V时，D1导通，D2截止，输出为二极管D1两端的电压，为-0.7V；
上面输出的电压都没有达到2V原因是，在电路导通时，保护电阻担任了消耗多余能量的角色，在二极管电路中，通常都会接一个这样的保护电阻来防止二极管被损坏。
