開關二極管

半導體二極管導通時相當於開關閉合（電路接通），截止時相當於開關打開（電路切斷），所以二極管可作開關用，常用型號為1N4148。由於半導體二極管具有單向導電的特性，在正偏壓下PN結導通，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，一般硅二極管在10ΜΩ以上，鍺管也有幾十千歐至幾百千歐。利用這一特性，二極管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。

以上的描述，其實適用於任何一支普通的二極管，或者説是二極管本身的原理。但針對於開關二極管，最重要的特點是高頻條件下的表現。

高頻條件下，二極管的勢壘電容表現出來極低的阻抗，並且與二極管並聯。當這個勢壘電容本身容值達到一定程度時，就會嚴重影響二極管的開關性能。極端條件下會把二極管短路，高頻電流不再通過二極管，而是直接繞路勢壘電容通過，二極管就失效了。而開關二極管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] 

開關二極管從截止（高阻狀態）到導通（低阻狀態）的時間叫開通時間；從導通到截止的時間叫反向恢復時間；兩個時間之和稱為開關時間。一般反向恢復時間大於開通時間，故在開關二極管的使用參數上只給出反向恢復時間。開關二極管的開關速度是相當快的，像硅開關二極管的反向恢復時間只有幾納秒，即使是鍺開關二極管，也不過幾百納秒。

開關二極管具有開關速度快、體積小、壽命長、可靠性高等特點，廣泛應用於電子設備的開關電路、檢波電路、高頻和脈衝整流電路及自動控制電路中。

開關二極管分為普通開關二極管、高速開關二極管、超高速開關二極管、低功耗開關二極管、高反壓開關二極管、硅電壓開關二極管等多種。

常用的國產普通開關二極管有2AK系列鍺開關二極管，表4-8為2AK系開關二極管的主要參數。

高速開關二極管較普通開關二極管的反向恢復時間更短，開、關頻率更快。

常用的國產高速開關二極管有2CK系列。

進口高速開關二極管有1N系列、1S系列、1SS系列（有引線塑封）和RLS系列（表面安裝）。

常用的超高速開關二極管有1SS系列（有引線塑封）和RLS系列（表面封裝）。

低功耗開關二極管的功耗較低，但其零偏壓電容和反向恢復時間值均較高速開關二極管低。

常用的低功耗開關二極管有RLS系列（表面封裝）和1SS系列（有引線塑封）。

高反壓開關二極管的反向擊穿電壓均在220V以上，但其零偏壓電容和反向恢復時間值相對較大。

常用的高反壓開關二極管有RLS系列（表面封裝）和1SS系列（有引線塑封） 。

硅電壓開關二極管是一種新型半導體器件，有單向電壓開關二極管和雙向電壓開關二極管之分，主要應用於觸發器、過壓保護電路、脈衝發生器及高壓輸出、延時、電子開關等電路。

單向電壓開關二極管也稱轉折二極管，郵PnPN四層結構的硅半導體材料組成，其正向為負阻開關特性（指當外加電壓升高到正向轉折電壓值時，開關二極管由截止狀態變為導通狀態，即由高阻轉為低阻），反向為穩定特性。雙向電壓二極管由NPnPN五層結構的硅半導體材料組成，其正向和反向均具有相同的負阻開關特性。 ^[2] 

二極管，（英語：Diode），電子元件當中，一種具有兩個電極的裝置，只允許電流由單一方向流過，許多的使用是應用其整流的功能。而變容二極管（Varicap Diode）則用來當作電子式的可調電容器。大部分二極管所具備的電流方向性我們通常稱之為“整流（Rectifying）”功能。二極管最普遍的功能就是隻允許電流由單一方向通過（稱為順向偏壓），反向時阻斷 （稱為逆向偏壓）。因此，二極管可以想成電子版的逆止閥。

早期的真空電子二極管；它是一種能夠單向傳導電流的電子器件。在半導體二極管內部有一個PN結兩個引線端子，這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的傳導性。一般來講，晶體二極管是一個由p型半導體和n型半導體燒結形成的p-n結界面。在其界面的兩側形成空間電荷層，構成自建電場。當外加電壓等於零時，由於p-n 結兩邊載流子的濃度差引起擴散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處於電平衡狀態，這也是常態下的二極管特性。

早期的二極管包含“貓須晶體（"Cat's Whisker" Crystals）”以及真空管(英國稱為“熱遊離閥（Thermionic Valves）”)。現今最普遍的二極管大多是使用半導體材料如硅或鍺。

三極管，全稱應為半導體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導體器件其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號， 也用作無觸點開關。晶體三極管，是半導體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導體基片上製作兩個相距很近的PN結，兩個PN結把整塊半導體分成三部分，中間部分是基區，兩側部分是發射區和集電區，排列方式有PNP和NPN兩種。

1947年12月23日，美國新澤西州墨累山的貝爾實驗室裏，3位科學家——巴丁博士、布萊頓博士和肖克萊博士在緊張而又有條不紊地做着實驗。他們在導體電路中正在進行用半導體晶體把聲音信號放大的實驗。3位科學家驚奇地發現，在他們發明的器件中通過的一部分微量電流，竟然可以控制另一部分流過的大得多的電流，因而產生了放大效應。這個器件，就是在科技史上具有劃時代意義的成果——晶體管。因它是在聖誕節前夕發明的，而且對人們未來的生活發生如此巨大的影響，所以被稱為“獻給世界的聖誕節禮物”。這3位科學家因此共同榮獲了1956年諾貝爾物理學獎。

晶體管促進並帶來了“固態革命”，進而推動了全球範圍內的半導體電子工業。作為主要部件，它及時、普遍地首先在通訊工具方面得到應用，併產生了巨大的經濟效益。由於晶體管徹底改變了電子線路的結構，集成電路以及大規模集成電路應運而生，這樣製造像高速電子計算機之類的高精密裝置就變成了現實。 ^[3]