二极管是一种电子器件，由半导体材料制成，具有两个电极（即正极和负极）。它是一种非线性组件，可以实现电流的单向导通。

二极管有许多用途，包括整流、开关、放大等。在电路中，二极管通常用于将交流信号转换为直流信号，或者用于保护其他组件免受反向电压的损害。

70年代北京电子厂生产的二极管

1.续流二极管的另一种用法

另外一般也主要利用续流二极管用作抑制瞬态。当流经一个电感器件的电流被突然关断时，根据电磁理论，突然消失的磁场将会在电感线圈上产生一个高电压脉冲，这个高电压脉冲瞬态幅值或许可以达到几千伏，这对系统来说是灾难，并且尤其在继电器线圈中更为常见。此时，工程上常见的做法是用一个续流二极管并联在继电器线圈的两端，以便给高压脉冲提供一个短路通道来保护系统，通过续流二极管的泄放通道保护继电器，器件选取上，需要具有足够的功率。         

图1 续流二极管的作用          上图右侧是续流二极管一个更为实用的例证，通过继电器旁边的二极管保护继电器，放在晶体管旁边的续流二极管则是保护晶体管，避免晶体管在关断时继电器因为磁场感应而被损坏。

2.二极管用作ESD保护（击穿特性）

ESD保护有很多备选器件，通常会采用压敏电阻和瞬态二极管。也就是我们常说的VDR和TVS。这个更多的是一些对外的接口用得多，是选便宜点的压敏电阻还是瞬态二极管，这个需要好好了解下各自的性能。对于同样选择压敏电阻，是抑制瞬态的多还是周期性大信号的多，也是有所不同的。这里多说一点，做开发和做产品最大的不同，就是产品对于空间和成本的要求了，尤其对于追求极致的移动设备。或许，可以慢慢认为ESD的保护可以看作是续流二极管用作抑制瞬态的一种变种用法，作为硬件工程师，多多思考往往可以把知识串起来，也很有趣。

图2 VARISTOR的特性曲线以及作用

USB中由于接口是可热插拔的，所以比较容易因为不可避免的人为因素导致静电损坏器件，比如挂机hang，烧板等，如果cpu的ESD保护比较弱，那么大概率会损坏CPU，实际调试中碰到过类似状况，所以使用USB接口的电路需要加入ESD保护器件，如下图所示，同时不要忽略电源pin上也要有ESD保护器件，并且从成本考虑信号上ESD与电源上ESD一般不是一个型号，大家可以考虑原因。         

图3 USB的ESD保护

一般来说，电源线上一般采用工作电压略高于5V的，电容一般为几十甚至100多的压敏电阻连到屏蔽线上。而差分线上因为速率高达480Mbps，此时需要电容很小的ESD器件，才能满足。原因是，较大的电容能使数据信号波形劣化，甚至导致位错误。因此需要电容低的器件，可以通过波形来看电容大小对波形的影响。

图4 不同的电容值对USB信号影响

3.开关二极管

二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。         

图5 二极管构成开关电路

4.

如果有兴趣，大家可以了解一下PIN二极管，这种二极管主要用作射频和微波的开关。在射频电路中，开关是极为讲究的，需要专门的技术来减少信号的衰减，即使暂时用不到，有时间研究一下也乐在其中。

二极管的微距照片，左端黑色方形物为半导体Picture from Wi-Ki

5. 总结：

二极管是一种常见的电子组件，具有许多应用。以下是一些关于二极管应用的常见领域和用途：

整流器：二极管可用作整流器，将交流电信号转换为直流电信号。这在电源和电子设备中非常常见。

信号调理：二极管可以用于信号调理电路，如限幅器、削波器和齐纳二极管（Zener diode）稳压器。

光电子学：光二极管（光电二极管）可用于光电传感器、光电开关、光通信和光电显示器等应用。

逻辑门：二极管可以用于构建逻辑门电路，如与门、或门和非门等。

温度传感器：基于二极管的温度传感器可以利用温度对二极管电压的影响。

激光二极管：激光二极管是一种将电能转换为激光光束的器件，广泛应用于激光打印机、光纤通信和医疗设备等领域。