1.5.1 发光二极管
发光二极管（Light-Emitting Diode，简称 LED）是一种将电能转换为光能的
半导体元件。发光二极管有多种类型，按照发出的光线可以分为：可见光、不可 见光、激光等；按照功能可以分为：普通发光二极管、高亮度发光二极管、超高 亮度发光二极管、闪烁压控发光二极管、变色发光二极管和负阻发光二极管等。
发光二极管的外形、符号和典型应用电路如图 1-33 所示。
（a）外形 （b）符号 （c）典型应用电路
图 1-33 发光二极管的外形、符号和典型应用电路
发光二极管与普通二极管一样由PN 结构成，结构类似，伏安特性也类似，同 样具有单向导电性。当给发光二极管加上正向偏置电压后，从 P 区注入到 N 区的 空穴和由 N 区注入到 P 区的电子复合而释放出能量，产生自发辐射的荧光。光线 的波长和颜色与发光二极管所采用的半导体材料的种类和掺入的杂质元素有关。
常用的是发红光、绿光、黄光和红外光的发光二极管。
发光二极管的工作电流一般为几至几十毫安，典型工作电流为 10mA，使用 时需要串联限流电阻将工作电流限制在规定范围内。正偏导通压降一般为 1.5～
3V。反向击穿电压一般大于 5V，为了使发光二极管稳定可靠工作，一般使反压 小于 5V。
发光二极管具有体积小、功耗低、稳定可靠、寿命长、光输出响应速度快、
可直接与集成电路连接使用的特点，广泛应用于仪器仪表和家用电器的信号灯指 示、数字和字符显示。
随着技术的不断进步，二极管已经可以发出白光，并应用于照明领域。
1.5.2 光电二极管
光电二极管（Photo Diode）也称为光敏二极管，是将光信号变换成电信号的 半导体器件。其结构与普通二极管类似，管壳上有一个玻璃窗口用于接收外部的 光。光电二极管正常工作状态是反向偏置，主要特点是反向电流与光的照度成正 比，灵敏度的典型值为 0.1mA/lx 数量级。光电二极管的外形和电路符号如图 1-34 所示。
在反向电压作用下，无光照时，反向电流为很小的暗电流；当光照射到 PN
结上时，它的反向电流随光照度的增加而上升称为光电流，此时光电二极管处于 导通状态。
光电二极管作为光控元件时可用于物体的检测、光电控制和自动报警等方面。
如遥控接收器、光纤通讯、激光头、光电传感器等。当制成大面积的光电二极管 时，就称为光电池，此时它可以将光能转换为电能。
目前光电二极管广泛应用于光纤通讯和远距离信号传输领域。图 1-34（c）所 示为远距离光电传输系统工作示意图。
图 1-34 光电二极管及应用电路
1.5.3 变容二极管
变容二极管（Variable-Capacitance Diode）是根据 PN 结的结电容随反向偏置 电压变化的特性设计制造的一种特殊二极管。
PN 结具有电容效应。在加反向电压时，PN 结等效电阻很大，其等效电容与 所加反向偏压的大小有关。改变反向偏压，即可改变其等效电容的大小。变容二 极管的符号和容压特性曲线如图 1-35 所示。变容二极管的电容量很小，不同型号 管子的电容最大值不同，范围一般在 5～300pF。
图 1-35 变容二极管的符号及容压特性曲线
变容二极管在电路中主要作为压控可变电容使用，在自动控制和高频电路中
有广泛的应用。例如彩色电视机调谐电路中用变容二极管来遥控选台。
1.5.4 肖特基二极管
肖特基二极管（或肖特基势垒二极管 Schottky Barrier Diode，简称 SBD），是 以发明人肖特基（Schottky）博士的姓名命名的。SBD 是一种特殊工艺制作的硅 二极管。它不是利用 PN 结原理制作，而是利用金属与 N 型半导体接触时在交界 面处形成的势垒区制作的二极管。肖特基二极管的结构示意图和电路符号如图 1-36 所示。
图 1-36 肖特基二极管结构示意图和电路符号
SBD 的导通电压较低，约为 0.3V，而且存储效应小，反向恢复时间短，开关 速度快，是一种低功耗、超高速半导体器件。SBD 广泛应用于开关电源、变频器、
驱动电路等场合。可作为高频低压大电流的整流二极管、续流二极管和保护二极 管使用，或在微波通讯电路中作为整流二极管、小信号检波二极管使用。
特殊半导体二极管小结：* PN 结的温度特性可能影响其单向导电性，但是也可以加以利用制作温度 补偿器件和传感器件。
* PN 结的电容效应在高频工作时可能影响其单向导电性，但是也可以加以 利用制作变容二极管。
*PN 结可以由特殊工艺制成，可以拥有除了单向导电性之外的特殊性能，
比如开关速度更快、可以发光、可以进行光电转换等。