1. Diode 1.1 Diode 概述 1.2 肖克利二极管方程 1.3 缩写 Abbreviations 2. 主要功能 2.1 单向电流 (Unidirectional current flow) 2.2 阈值电压 (Threshold voltage) 2.3 反向击穿 (Reverse breakdown) 2.4 其他功能 (Other functions) 3. Current–voltage characteristic (电流-电压特性) 3.1 Breakdown (击穿) 3.2 Reverse bias (反向偏压) 3.3 Forward bias (正向偏压) 3.4 Leveling off (趋于平稳) 3.5 Reverse-recovery effect (反向恢复效应) 4. Types of semiconductor diode 4.1 p–n junction diode (p-n结二极管) 4.2 肖特基二极管 (Schottky) 4.3 齐纳二极管 (Zener) 4.4 雪崩二极管 (Avalanche) 4.5 恒流二极管CRD (Constant-current) 4.6 变容器或变容二极管 (Varicap or varactor diodes) 4.7 发光二极管 (LED) Light-emitting diodes 4.8 激光二极管 (Laser) 4.9 光电二极管 (Photodiodes) 4.a 隧道二极管或江崎二极管 (Tunnel diodes or Esaki diodes) 4.b SCR or Thyristor 4.c 耿氏二极管 (Gunn) 4.d PIN二极管(RF) 4.e 热敏二极管 (Thermal) 4.f 超级势垒二极管 (Super barrier) 4.g 掺金二极管 (Gold-doped) 4.h 折断或阶跃恢复二极管 (Snap-off or step recovery) 4.i 稳定器或正向参考二极管 (Stabistors or forward reference) 4.j 晶体整流器或晶体二极管 (Crystal rectifiers or crystal diodes) 4.k 约瑟夫森二极管 5. Type List 5.1 Type contrast 5.2 products list 6. Graphic symbols 7. Numbering and coding schemes 编号和编码方案 7.1 EIA/JEDEC 7.2 JIS 日本工业标准 7.3 Pro Electron 8. 相关设备 9. 应用 9.1 无线电解调 Radio demodulation 9.2 電力轉換 Power conversion (Rectifier) 9.3 反向电压保护 Reverse-voltage protection 9.4 过压保护 Over-voltage protection 9.5 逻辑门 Logic gates 9.6 電离辐射探测器 Ionizing radiation detectors 9.7 温度测量 Temperature measurements 9.8 波形削波器 Waveform clipper 限幅器 9.9 箝位器 Clamper 9.a 计算指数和对数 Computing exponentials & logarithms
1. Diode
1.1 Diode 概述
二极管（英语：diode）又称二极体，是一种具有不对称电导的两个端子（阴阳二极接线端，故名“二极”）的电子器件；
此二极使其原则上仅允许电流作单方向传导，它在一个方向为低电阻（理想情况下是零），高电流，而在另一个方向为高电阻。
半导体二极管是当今最常用的类型，它是一种晶体半导体材料，具有连接到两个电气端子的p-n 结。
它具有指数 电流-电压特性。半导体二极管是第一种半导体电子器件。
1.2 肖克利二极管方程
肖克利二极管方程，或称二极管定律，以贝尔实验室的晶体管共同发明人威廉·肖克利的名字命名，它模拟了半导体二极管在适度恒定电流正向偏置或反向偏置下的指数电流-电压 (I-V)关系：https://en.wikipedia.org/wiki/Shockley_diode_equation
1.3 缩写 Abbreviations
- PCB 上的二极管通常称(referred)为 D。
- 有时使用晶体整流器(crystal rectifier)的缩写 CR。
2. 主要功能
2.1 单向电流 (Unidirectional current flow)
二极管最常见的功能是允许电流在一个方向（称为二极管的正向）通过，同时阻止电流在相反方向（反向）通过。
它的液压类比是止回阀。
这种单向行为可以将交流电 (AC) 转换为直流电 (DC)，这一过程称为整流(rectification)。
作为整流器(rectifiers)，二极管可用于从无线电接收器中的无线电信号中提取调制等任务。
2.2 阈值电压 (Threshold voltage)
半导体二极管的电流-电压指数特性比简单的开-关动作更复杂。
由于指数函数可以被视为具有“拐点”电压("knee")， 为简单起见，二极管通常被称为具有正向阈值电压(forward threshold voltage)， 高于该阈值时电流较大，低于该阈值时几乎没有电流。
然而，这只是一个近似值，因为正向特性在其电流-电压曲线中是平缓的。
由于二极管的正向电压降随电流的变化很小，并且更多地是温度的函数，因此该效应可用作温度传感器或有点不精确的电压参考。
类型 (正向阈值电压 Forward threshold voltage)
- Silicon diodes 硅二极管 (0.6V 至0.7V)
- Germanium diodes 锗二极管 (0.25V 至 0.3V)
- Schottky diodes 肖特基二极管 (0.15V 至 0.45V)
- Light-emitting diodes (LEDs) 发光二极管 (1.6 (红) 至 4 V (紫)) . 发光二极管物理学§材料有完整列表。https://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode_physics#Materials
2.3 反向击穿 (Reverse breakdown)
当二极管两端的反向电压达到称为击穿电压(breakdown)的值时，二极管对反向电流的高电阻会突然降至低电阻。
此效应可用于调节电压（Zener 齐纳二极管）或保护电路免受高压浪涌的影响（avalanche 雪崩二极管）。
2.4 其他功能 (Other functions)
通过选择半导体材料以及在制造过程中引入材料的掺杂杂质，可以调整半导体二极管的电流-电压特性。
这些技术用于创建执行许多不同功能的专用二极管。
例如，以电子方式调谐无线电和电视接收器（varactor 变容二极管）、 产生射频 振荡（tunnel 隧道二极管、Gunn 耿氏二极管、IMPATT 二极管） 以及产生光（发光二极管）。
隧道二极管、耿氏二极管和 IMPATT 二极管表现出负阻，这在微波和开关电路中很有用。
二极管（无论是 vacuum 真空二极管还是 semiconductor 半导体二极管）均可用作散粒噪声发生器。
3. Current-voltage characteristic (电流-电压特性)
Breakdown (反向击穿); Reverse bias (反向偏压); Forward bias (正向偏压)
3.1 Breakdown (击穿)
在非常大的反向偏压下，超过峰值反向电压(PIV)，会发生称为反向击穿的过程，这会导致电流大幅增加，这通常会永久损坏设备。
雪崩二极管是专门为这种方式设计的。
在齐纳二极管中，峰值反向电压(PIV) 的概念不适用。
齐纳二极管包含一个重掺杂的 p-n 结，允许电子从 p 型材料的价带隧穿到 n 型材料的导带，这样反向电压就被“钳位”到一个已知值（称为齐纳电压），并且不会发生雪崩。
然而，这两种设备在钳位反向电压区域内所能承受的最大电流和功率都有限制。
此外，在任何二极管的正向传导结束后，都会有短暂的反向电流。
直到反向电流停止，设备才能达到其完全阻断能力。
3.2 Reverse bias (反向偏压)
反向偏置：对于击穿和 0 V 之间的偏置，反向电流非常小。
对于普通的 P-N 整流二极管，通过器件的微安 (μA) 范围内的反向电流非常低。
然而，这与温度有关，在足够高的温度下，可以观察到大量的反向电流（mA 或更大）。
还有一个微小的表面漏电流，这是由电子绕着二极管流动引起的，就好像它是一个不完美的绝缘体一样。
3.3 Forward bias (正向偏压)
正向偏置：电流-电压曲线呈指数曲线，由肖克利二极管方程建模。
当正向电压小于pn 结的势垒电位时，该电流相对较小。
但是，当正向电压增加到某个值以上时，二极管开始显着导电，这导致了正向阈值电压或切入电压的名称。
当使用较大的线性电流标度绘制时，该电压水平出现在急剧指数上升的平滑“拐点”处，因此可以将其称为拐点电压。
注意：这个电压可以简单地称为二极管的正向电压降（或只是电压降，因此图中标记为V d ），因为指数的陡峭性导致二极管的电压降在正常正向偏置工作条件下不会显着超过阈值电压。
数据表通常会引用指定电流和温度（例如 LED 为 20 mA 和 25 ° C）的典型或最大正向电压(V F )，因此用户可以保证在拐点的哪个位置会有一定量的电流启动。
3.4 Leveling off (趋于平稳)
趋于平稳：在较大的正向电流下，电流-电压曲线开始由体半导体的欧姆电阻主导。
曲线不再呈指数形式，而是渐近为直线，其斜率为体电阻。
该区域对于功率二极管尤为重要，可以通过与固定电阻串联的肖克利理想二极管来建模。
3.5 Reverse-recovery effect (反向恢复效应)
p–n 型二极管正向传导结束后，短时间内会有反向电流流动。直到结中的移动电荷耗尽，器件才能达到其阻断能力。
当非常快速地切换大电流时，这种影响可能非常显著。
可能需要一定量的“反向恢复时间” t r（大约几十纳秒到几微秒）来从二极管中去除反向恢复电荷Q r。
在此恢复时间内，二极管实际上可以反向导电。这可能会在二极管反向偏置时在短时间内产生反向大电流。
这种反向电流的大小由工作电路（即串联电阻）决定，二极管被称为处于存储阶段。
在某些实际情况下，考虑这种非 理想二极管效应造成的损失非常重要。
但是，当电流的斜率不那么严重（例如线路频率）时，可以安全地忽略这种影响。
对于大多数应用，肖特基二极管的影响也可以忽略不计。
当存储的电荷耗尽时，反向电流突然停止；阶跃恢复二极管利用这种突然停止来产生极短的脉冲。
4. Types of semiconductor diode
4.1 p–n junction diode (p-n结二极管)
p-n 结二极管由半导体晶体制成，通常是硅，但也会使用锗和砷化镓。
4.2 肖特基二极管 (Schottky)
肖特基二极管由金属与半导体接触构成。
它们的正向压降比 p-n 结二极管低。
它们在正向电流约为 1 mA 时的正向压降在 0.15 V 至 0.45 V 范围内，这使得它们可用于电压钳位应用和防止晶体管饱和。
它们也可以用作低损耗整流器，尽管它们的反向漏电流通常高于其他二极管。
肖特基二极管是多数载流子器件，因此不会受到少数载流子存储问题的影响，从而减慢许多其他二极管的速度，因此它们比 p-n 结二极管具有更快的反向恢复速度。
它们的结电容也往往比 pn 二极管低得多，这提供了高开关速度，并且可用于高速电路和 RF 设备，例如开关模式电源、混频器和检测器。
4.3 齐纳二极管 (Zener)
这些二极管可以在反向偏压（反向）下导电，并且正确地称为反向击穿二极管。
这种称为齐纳击穿的效应发生在精确定义的电压下，允许二极管用作精密电压基准。
齐纳二极管一词通俗地应用于几种类型的击穿二极管，但严格来说，齐纳二极管的击穿电压低于 5 伏，而雪崩二极管用于高于该值的击穿电压。
在实际的电压基准电路中，齐纳二极管和开关二极管以相反方向串联连接，以将二极管的温度系数响应平衡到接近于零。
一些标记为高压齐纳二极管的器件实际上是雪崩二极管（见上文）。
两个（等效）齐纳二极管以相反的顺序串联在同一封装中，构成瞬态吸收器（或 Transorb，注册商标）。
4.4 雪崩二极管 (Avalanche)
这些二极管在反向偏压超过击穿电压时反向导通。
它们在电气上与齐纳二极管非常相似（并且经常被错误地称为齐纳二极管），但通过不同的机制进行击穿：雪崩效应。
当施加在 p-n 结上的反向电场引起电离波（让人想起雪崩）并产生大电流时，就会发生这种情况。
雪崩二极管设计为在明确的反向电压下击穿而不被损坏。
雪崩二极管（反向击穿电压高于约 6.2 V）与齐纳二极管的区别在于，前者的沟道长度超过了电子的平均自由程，导致它们在通过沟道的途中发生多次碰撞。
这两种类型之间唯一的实际区别是它们具有相反极性的温度系数。
瞬态电压抑制二极管(TVS) Transient voltage suppression
这些(avalanche)雪崩二极管专门设计用于保护其他半导体器件免受高压瞬变的影响。 它们的 p-n 结具有比普通二极管大得多的横截面积，允许它们向地传导大电流而不会造成损坏。
4.5 恒流二极管CRD (Constant-current)
这些实际上是栅极与源极短路的 JFET，其功能类似于限压齐纳二极管的两端限流模拟。
它们允许通过它们的电流上升到一定值，然后稳定在特定值。
也称为 CLD、恒流二极管、二极管连接的晶体管或电流调节二极管。
4.6 变容器或变容二极管 (Varicap or varactor diodes)
这些用作电压控制电容器。
这些在 PLL（锁相环 phase-locked loop）和 FLL（锁频环 frequency）电路中非常重要，允许调谐电路（例如电视接收机中的调谐电路）快速锁定频率。
他们还在早期离散调谐无线电中启用了可调谐振荡器，其中廉价且稳定但频率固定的晶体振荡器为压控振荡器提供参考频率。
4.7 发光二极管 (LED) Light-emitting diodes
在由直接带隙半导体（例如砷化镓）形成的二极管中，穿过结的电荷载流子在与另一侧的多数载流子复合时发射光子。
根据材料的不同，可以产生从红外到近紫外的波长（或颜色）。
所有 LED 都会产生不相干的窄光谱光； “白色”LED 实际上是带有黄色闪烁体涂层的蓝色 LED，或者是三个不同颜色 LED 的组合。
LED 还可用作信号应用中的低效光电二极管。
LED 可以与同一封装中的光电二极管或光电晶体管配对，以形成光隔离器。
4.8 激光二极管 (Laser)
当通过抛光平行端面形成的谐振腔中包含类似LED的结构时，可以形成激光器。
激光二极管通常用于光存储设备和高速光通信。
4.9 光电二极管 (Photodiodes)
所有半导体都会产生光载流子。这通常是一种不受欢迎的效果，因此大多数半导体都封装在遮光材料中。
光电二极管的目的是感测光（光电探测器），因此它们被封装在允许光通过的材料中，并且通常是 PIN（对光最敏感的二极管）。
光电二极管可用于太阳能电池、光度测定或光通信。
多个光电二极管可以封装在单个器件中，或者作为线性阵列或者作为二维阵列。
这些阵列不应与电荷耦合器件混淆。
4.a 隧道二极管或江崎二极管 (Tunnel diodes or Esaki diodes)
它们的工作区域显示出由量子隧道效应引起的负电阻，允许放大信号和非常简单的双稳态电路。
由于载流子浓度高，隧道二极管速度非常快，可在低温 (mK)、高磁场和高辐射环境下使用。 由于这些特性，它们经常用于航天器。
4.b SCR or Thyristor
SCR 可控硅整流器或半导体可控整流器是一种四层固态 电流控制装置。
一些资料将(silicon-controlled rectifiers)可控硅整流器和(thyristors)晶闸管定义为同义词，而其他资料将可控硅整流器定义为晶闸管的真子集；后者是具有至少四层交替的n 型和p 型材料的器件。
SCR 是单向器件（即只能沿一个方向传导电流），而TRIAC是双向器件（即电荷载体可以沿任一方向流过）。
SCR 通常只能通过进入栅极的正电流来触发，而 TRIAC 通常可以通过施加到其栅极电极的正电流或负电流来触发。
4.c 耿氏二极管 (Gunn)
它们与隧道二极管类似，因为它们由具有负微分电阻区域的 GaAs 或 InP 等材料制成。
通过适当的偏置，偶极域形成并穿过二极管，从而可以构建高频微波振荡器。
4.d PIN二极管(RF)
PIN 二极管具有中心未掺杂(un-doped)层或本征(intrinsic)层，形成 p 型/本征/n 型结构(structure)。
它们用作射频开关和衰减器。(radio frequency switches and attenuators)
它们还用作大体积(large-volume)电离辐射探测器(ionizing-radiation detectors)和光电探测器(photodetectors)。
PIN 二极管也用于电力电子器件，因为它们的中心层可以承受高电压。
此外，PIN结构还存在于许多功率半导体器件中，例如IGBT、功率MOSFET和晶闸管(thyristors)。
4.e 热敏二极管 (Thermal)
该术语既适用于用于监测温度的传统 p-n 二极管（因为它们的正向电压随温度变化），也适用于用于热电加热和冷却的珀耳帖热泵。
珀耳帖热泵可能由半导体制成，尽管它们没有任何整流结，但它们利用 N 型和 P 型半导体中电荷载流子的不同行为来移动热量。
4.f 超级势垒二极管 (Super barrier)
超级势垒二极管是整流二极管，结合了肖特基二极管的低正向压降和普通 p-n 结二极管的浪涌处理能力和低反向漏电流。
4.g 掺金二极管 (Gold-doped)
作为掺杂剂，金（或铂）充当复合中心，有助于少数载流子的快速复合。
这使得二极管能够在信号频率下工作，但会产生更高的正向压降。
掺金二极管比其他 p-n 二极管更快（但不如肖特基二极管快）。
它们的反向漏电流也比肖特基二极管少（但不如其他 p-n 二极管）。 一个典型的例子是1N914。
4.h 折断或阶跃恢复二极管 (Snap-off or step recovery)
术语“阶跃恢复”涉及这些器件的反向恢复特性的形式。
当正向电流通过 SRD 并且电流被中断或反向后，反向传导将非常突然地停止（如阶跃波形）。
因此，SRD 可以通过电荷载流子的突然消失来提供非常快的电压转换。
4.i 稳定器或正向参考二极管 (Stabistors or forward reference)
术语“稳定器”是指一种特殊类型的二极管，具有极其稳定的正向电压特性。
这些器件专为需要在宽电流范围内保证电压且在温度范围内高度稳定的低电压稳定应用而设计。
4.j 晶体整流器或晶体二极管 (Crystal rectifiers or crystal diodes)
这些是点接触二极管。 1N21 系列和其他系列用于雷达和微波接收器中的混频器和检测器应用。 1N34A 是晶体二极管的另一个例子。
与结型二极管相比，点接触二极管通常表现出较低的电容、较高的正向电阻和较大的反向漏电。
4.k 约瑟夫森二极管
约瑟夫森二极管是一种电子器件，它在一个方向上超导电流，在另一个方向上产生电阻。
该器件是一个表现出超导二极管效应 (SDE) 的约瑟夫森结。
它是量子材料约瑟夫森结 (QMJJ) 的一个例子，其中结中的薄弱环节是量子材料。
约瑟夫森二极管效应可能发生在时间反演对称性和反演对称性被破坏的超导器件中。
约瑟夫森二极管可细分为两类，一类需要外部（磁场）场，一类不需要外部磁场；即所谓的“无场”约瑟夫森二极管。
2021 年，在非中心对称材料中，在没有施加磁场的情况下实现了约瑟夫森二极管，随后不久，在反演对称设备中首次实现了零场约瑟夫森二极管。
5. Type List
5.1 Type contrast
| 二极管 Diode | 功能场景 | 功能... |
| PN结 | 整流，续流 | 反向恢复时间2000ns。与电感并联保护其他器件用 |
| 快恢复 | 高频，高压 | 反向恢复时间100ns |
| 肖特基 Schottky | 超高频，低压 | 反向恢复时间10ns。低电容,高速度; 漏电多,耐压低. |
| 齐纳/稳压 Zener | 稳压 | 击穿电压低于 5 伏。负载并联，反向偏执 |
| 雪崩 Avalanche, 瞬态电压抑制 TVS |
高压, 超高压, 瞬态保护 |
击穿电压高于 6.2 伏。护其他半导体器件。电源并联，反向偏执。能够将大电流传导至地而不会受到损坏。 |
| 恒流 CRD | 限流 | LED恒流供电, 充电器。current regulator。Constant-current |
| 变容 varicap | 压控振荡器或 可变电压滤波器 |
电视接收器和移动电话锁频。反向偏执。varicap or varactor |
| 发光 LED | 照明，指示灯 | |
| 光电 Photodiodes | 感应光 | 太阳能电池、光度测定或光通信 |
| 激光 Laser | 存储，通信 | 光学存储设备和高速光通信 |
| 隧道/江崎/透纳 Tunnel/Esaki |
航天器 | 低温,高磁场和高辐射环境中使用。常用于航天器。量子穿隧效应，最能耐受核辐射的半导体二极管 |
| 耿效应 Gunn | 微波振荡 | 低功率微波振荡器 |
| PIN | 射频开关 和衰减器 |
天线的频带切换,高频开关,大容量电离辐射探测器和光电探测器。可以承受高电压 |
| 交流/双向 DIAC | 交流电 | 电路的突波保护。大功率交流电机调速，配合双向可控硅交流调速。 |
5.2 products list
6. Graphic symbols
以下符号来自开源的Kicad软件:
7. Numbering and coding schemes 编号和编码方案
二极管有许多常见的、标准的和制造商驱动的编号和编码方案； 最常见的两种是EIA / JEDEC标准和欧洲Pro Electron标准：
电子工业联盟 EIA 和 联合电子设备工程委员会
Pro Electron,1983 年，它与欧洲电子元件制造商协会(EECA)合并
日本工业标准(JIS)
7.1 EIA/JEDEC
标准化的 1N 系列编号EIA370系统由 EIA/JEDEC（联合电子设备工程委员会）于 1960 年左右在美国推出。大多数二极管都以 1 为前缀（例如 1N4003）。
此系列中最受欢迎的有：1N34A/1N270（锗信号）、1N914/ 1N4148（硅信号）、1N400x（硅 1A 功率整流器）和1N580x（硅 3A 功率整流器）。
7.2 JIS 日本工业标准
JIS半导体名称系统中所有半导体二极管的名称均以“1S”开头。
7.3 Pro Electron
欧洲Pro Electron有源元件编码系统于 1966 年推出，由两个字母和零件代码组成。
- 第一个字母代表元件所用的半导体材料（A = 锗，B = 硅），
- 第二个字母代表零件的一般功能（对于二极管，A = 低功率/信号，B = 可变电容，X = 倍增器，Y = 整流器，Z = 电压基准）；例如：
- AA系列锗低功率/信号二极管（例如 AA119）
- BA系列硅低功率/信号二极管（例如 BAT18 硅射频开关二极管）
- BY系列硅整流二极管（例如BY127 1250V，1A整流二极管）
- BZ系列硅齐纳二极管（例如BZY88C4V7 4.7V齐纳二极管）
其他常见的编号/编码系统（通常由制造商驱动）包括：
- GD系列锗二极管（例如GD9）——这是一个非常古老的编码系统
- OA系列锗二极管（例如OA47）——由英国公司Mullard开发的编码序列
8. 相关设备
- 整流器 Rectifier; https://en.wikipedia.org/wiki/Rectifier
- 晶体管 Transistor; https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor
- 晶闸管或可控硅整流器 (SCR) Thyristor or silicon controlled rectifier; https://en.wikipedia.org/wiki/Thyristor
- 双向可控硅 TRIAC https://en.wikipedia.org/wiki/TRIAC
- 交流二极管 DIAC (diode for alternating current); https://en.wikipedia.org/wiki/DIAC
- 压敏电阻 Varistor. https://en.wikipedia.org/wiki/Varistor
在光学(optics)中，与二极管等效(equivalent)但具有激光(laser)的装置是光隔离器(optical isolator)，也称为光二极管，它只允许光沿一个方向通过。 它使用法拉第旋转器(Faraday rotator)作为主要元件(component)。
9. 应用
9.1 无线电解调 Radio demodulation
9.2 電力轉換 Power conversion (Rectifier)
基本交流-直流电源示意图 Schematic of basic ac-to-dc power supply
同样，二极管也用于Cockcroft-Walton 电压倍增器，将交流电转换为更高的直流电压。
9.3 反向电压保护 Reverse-voltage protection
这个概念有多种名称变体，但含义相同：voltage 反向电压保护、 polarity 反向极性保护和反向电池保护。 reverse battery protection.
9.4 过压保护 Over-voltage protection
例如，二极管用于（步进电机和H 桥）电机控制器和继电器电路中，以快速切断线圈的电源，而不会产生本来会发生的有害电压尖峰。
（这种应用中使用的二极管称为 flyback 反激二极管）。
许多集成电路还在连接引脚上装有二极管，以防止外部电压损坏其敏感的晶体管。 称为，TVS二极管，雪崩二极管
9.5 逻辑门 Logic gates
二极管电阻逻辑构成了与门和或 门。
通过添加有源器件来提供反转（就像二极管晶体管逻辑一样） ，可以实现功能的完整性。
9.6 電离辐射探测器 Ionizing radiation detectors
除了上述光之外，半导体二极管还对能量更高的辐射敏感。
在电子学中，宇宙射线和其他电离辐射源会引起噪声 脉冲以及单比特和多比特错误。
粒子探测器有时会利用这种效应来探测辐射。
单个辐射粒子的能量为数千或数百万电子伏特，当其能量沉积在半导体材料中时，会产生许多电荷载流子对。
如果耗尽层足够大，可以捕获整个簇射或阻止重粒子，则只需测量传导的电荷，而无需复杂的磁谱仪等，就可以相当准确地测量粒子的能量。
这些半导体辐射探测器需要高效均匀的电荷收集和低漏电流。
它们通常用液氮冷却。
对于长距离（约一厘米）粒子，它们需要非常大的耗尽深度和大面积。
对于短距离粒子，它们需要至少一个表面上的任何接触或未耗尽的半导体非常薄。
反向偏压接近击穿电压（约 1000 伏/厘米）。
锗和硅是常见材料。Germanium and silicon are common materials.
其中一些探测器不仅能感应能量，还能感应位置。
它们的寿命有限，尤其是在检测重粒子时，因为会受到辐射损伤。
硅和锗在将伽马射线转换为电子簇射的能力上有很大不同。
高能粒子的半导体探测器被大量使用。
由于能量损失波动，精确测量沉积的能量用处不大。
9.7 温度测量 Temperature measurements
二极管可用作温度测量装置，因为二极管两端的正向压降取决于温度，就像硅带隙温度传感器一样。
从上面给出的肖克利理想二极管方程可以看出，电压似乎具有正温度系数（在恒定电流下），但通常反向饱和电流项的变化比热电压项的变化更显著。
因此，大多数二极管都有负温度系数，硅二极管通常为 -2 mV/°C。
当温度高于约 20开尔文时，温度系数近似为常数。
给出了 1N400x 系列和 CY7 低温温度传感器的一些图表。
9.8 波形削波器 Waveform clipper 限幅器
二极管可用于将信号的正向或负向偏移限制在规定的电压内。
9.9 箝位器 Clamper
- Clamper 箝位器 不限制波形，向上或向下平移信号。
- Clipper 限幅器 限制高度（类似修剪草坪），但不会偏移信号。
9.a 计算指数和对数 Computing exponentials & logarithms
利用二极管的指数电流-电压关系，使用模拟电压信号来评估指数及其反函数对数（参见运算放大器应用 §§指数输出和对数输出）。
