二極管，（英語(yǔ)：Diode），電子元件當(dāng)中，一種具有兩個(gè)電極的裝置，只允許電流由單一方向流過(guò)，許多的使用是應(yīng)用其整流的功能。而變?nèi)荻O管（Varicap Diode）則用來(lái)當(dāng)作電子式的可調(diào)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只允許電流由單一方向通過(guò)（稱為順向偏壓），反向時(shí)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(dǎo)電流的電子器件。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)兩個(gè)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(dǎo)性。一般來(lái)講，晶體二極管是一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。在其界面的兩側(cè)形成空間電荷層，構(gòu)成自建電場(chǎng)。當(dāng)外加電壓等于零時(shí)，由于p-n 結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)，這也是常態(tài)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(guó)稱為“熱游離閥（Thermionic Valves）”）?，F(xiàn)今最普遍的二極管大多是使用半導(dǎo)體材料如硅或鍺。
特性
正向性
外加正向電壓時(shí)，在正向特性的起始部分，正向電壓很小，不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的阻擋作用，正向電流幾乎為零，這一段稱為死區(qū)。這個(gè)不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓以后，PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)被克服，二極管正向?qū)ǎ娏麟S電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi)，導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變，這個(gè)電壓稱為二極管的正向電壓。當(dāng)二極管兩端的正向電壓超過(guò)一定數(shù)值 ，內(nèi)電場(chǎng)很快被削弱，特性電流迅速增長(zhǎng)，二極管正向?qū)ā?叫做門坎電壓或閾值電壓，硅管約為0.5V，鍺管約為0.1V。硅二極管的正向?qū)▔航导s為0.6~0.8V，鍺二極管的正向?qū)▔航导s為0.2~0.3V。
反向性
外加反向電壓不超過(guò)一定范圍時(shí)，通過(guò)二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)所形成反向電流。由于反向電流很小，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。這個(gè)反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流，二極管的反向飽和電流受溫度影響很大。一般硅管的反向電流比鍺管小得多，小功率硅管的反向飽和電流在nA數(shù)量級(jí)，小功率鍺管在μA數(shù)量級(jí)。溫度升高時(shí)，半導(dǎo)體受熱激發(fā)，少數(shù)載流子數(shù)目增加，反向飽和電流也隨之增加。
擊穿
外加反向電壓超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，反向電流會(huì)突然增大，這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時(shí)二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極管沒(méi)有因電擊穿而引起過(guò)熱，則單向?qū)щ娦圆灰欢〞?huì)被永久破壞，在撤除外加電壓后，其性能仍可恢復(fù)，否則二極管就損壞了。因而使用時(shí)應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過(guò)高。
二極管是一種具有單向?qū)щ姷亩似骷?，有電子二極管和晶體二極管之分，電子二極管因?yàn)闊艚z的熱損耗，效率比晶體二極管低，所以現(xiàn)已很少見(jiàn)到，比較常見(jiàn)和常用的多是晶體二極管。二極管的單向?qū)щ娞匦?，幾乎在所有的電子電路中，都要用到半?dǎo)體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛。
二極管的管壓降：硅二極管（不發(fā)光類型）正向管壓降0.7V，鍺管正向管壓降為0.3V，發(fā)光二極管正向管壓降會(huì)隨不同發(fā)光顏色而不同。主要有三種顏色，具體壓降參考值如下：紅色發(fā)光二極管的壓降為2.0--2.2V，黃色發(fā)光二極管的壓降為1.8—2.0V，綠色發(fā)光二極管的壓降為3.0—3.2V，正常發(fā)光時(shí)的額定電流約為20mA。
二極管的電壓與電流不是線性關(guān)系，所以在將不同的二極管并聯(lián)的時(shí)候要接相適應(yīng)的電阻。
特性曲線
與PN結(jié)一樣，二極管具有單向?qū)щ娦?。硅二極管典型伏安
特性曲線（圖）。在二極管加有正向電壓，當(dāng)電壓值較小時(shí)，電流極?。划?dāng)電壓超過(guò)0.6V時(shí)，電流開(kāi)始按指數(shù)規(guī)律增大，通常稱此為二極管的開(kāi)啟電壓；當(dāng)電壓達(dá)到約0.7V時(shí)，二極管處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，通常稱此電壓為二極管的導(dǎo)通電壓，用符號(hào)UD表示。
對(duì)于鍺二極管，開(kāi)啟電壓為0.2V，導(dǎo)通電壓UD約為0.3V。在二極管加有反向電壓，當(dāng)電壓值較小時(shí)，電流極小，其電流值為反向飽和電流IS。當(dāng)反向電壓超過(guò)某個(gè)值時(shí)，電流開(kāi)始急劇增大，稱之為反向擊穿，稱此電壓為二極管的反向擊穿電壓，用符號(hào)UBR表示。不同型號(hào)的二極管的擊穿電壓UBR值差別很大，從幾十伏到幾千伏。
反向擊穿
齊納擊穿
反向擊穿按機(jī)理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下，因勢(shì)壘區(qū)寬度很小，反向電壓較大時(shí)，破壞了勢(shì)壘區(qū)內(nèi)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，致使電流急劇增大，這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低，勢(shì)壘區(qū)寬度較寬，不容易產(chǎn)生齊納擊穿。
雪崩擊穿
另一種擊穿為雪崩擊穿。當(dāng)反向電壓增加到較大數(shù)值時(shí)，外加電場(chǎng)使電子漂移速度加快，從而與共價(jià)鍵中的價(jià)電子相碰撞，把價(jià)電子撞出共價(jià)鍵，產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)。新產(chǎn)生的電子-空穴被電場(chǎng)加速后又撞出其它價(jià)電子，載流子雪崩式地增加，致使電流急劇增加，這種擊穿稱為雪崩擊穿。無(wú)論哪種擊穿，若對(duì)其電流不加限制，都可能造成PN結(jié)永久性損壞。
對(duì)于電路來(lái)說(shuō)，浪涌電流是非常影響整體運(yùn)行效率的一個(gè)問(wèn)題。設(shè)計(jì)者們想方設(shè)法的對(duì)浪涌電流進(jìn)行規(guī)避，因此各種各樣的測(cè)試方法應(yīng)運(yùn)而生。在本文中，小編將為大家介紹一種二極管正向浪涌電流的測(cè)試基本電路。
正弦半波脈沖電流的產(chǎn)生
二極管的規(guī)格繁多，常見(jiàn)的額定通態(tài)電流從數(shù)百毫安到數(shù)百安培甚至更高，IFSM測(cè)試需要的峰值脈沖電流要求達(dá)到數(shù)十倍的額定通態(tài)電流值。標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法是采用大容量工頻變壓器，截取市電交流波形來(lái)產(chǎn)生時(shí)間常數(shù)為10ms、導(dǎo)通角為0°～180°的正弦半波脈沖
用這種方法產(chǎn)生幾百上千安培的正弦脈沖電流，所用到的變壓器體積重量都非?？捎^，安裝與使用十分不便。一些國(guó)外公司的產(chǎn)品對(duì)浪涌沖擊電流波形有特殊要求，比如要求在正向整流電流的基礎(chǔ)上再加一個(gè)時(shí)間常數(shù)為10ms或8.3ms、導(dǎo)通角為0°～180°的正弦半波脈沖電流，或者要求施加連續(xù)兩個(gè)時(shí)間常數(shù)為10ms或8.3ms、導(dǎo)通角為0°～180°的正弦半波脈沖電流等。顯然再采用市電截取的方法，已經(jīng)很難滿足不同器件的測(cè)試要求了。
設(shè)計(jì)思路
大功率場(chǎng)效應(yīng)管晶體管是一類標(biāo)準(zhǔn)的電壓控制電流器件，在VDMOS管的線性工作區(qū)內(nèi)，漏極電流受柵極電壓控制：IDS=GFS*VGS。給柵極施加所需要的電壓波形，在漏極就會(huì)輸出相應(yīng)的電流波形。因此，選用大功率VDMOS管適合用于實(shí)現(xiàn)所需的浪涌電流波形，
運(yùn)放組成基本的反向運(yùn)算電路，驅(qū)動(dòng)VDMOS管的柵極，漏源電流通過(guò)VDMOS管源極取樣電阻，加到運(yùn)放反向輸入端，與輸入波形相加形成反饋，運(yùn)放輸出電壓控制VDMOS管的柵極電壓VGS，進(jìn)而控制漏極輸出電流IDS。這個(gè)IDS就是施加給待測(cè)二極管（DUT）的正向浪涌電流。
單只VDMOS管的功率和電流放大能力是有限的，無(wú)法達(dá)到上千安培的輸出電流能力，采用多只并聯(lián)的方式可以解決這個(gè)問(wèn)題，以達(dá)到所需要的峰值電流。常見(jiàn)的連接方法如圖3所示。
在以上的內(nèi)容中，本文對(duì)于各種浪涌電流沖擊測(cè)試的要求進(jìn)行了介紹，并且測(cè)試所用的元器件都是常見(jiàn)的一些元器件。測(cè)試電路擁有體積小重量輕的特點(diǎn)，方便快速組合成測(cè)試儀器。在較不穩(wěn)定環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量時(shí)的優(yōu)勢(shì)較為明顯。