特殊二极管的种类繁多，林林总总大概有十几种吧，我也没有全都用过。因此这小节仅仅介绍一些比较常用的特殊类型二极管，其他的等以后有机会用到了再补充吧。

　　发光二极管（light-emitting diode），简称LED，是最常用的一种特殊二极管，它在正偏时可以发出可见光或非可见光（红外发光二极管），其电路符号如下：

　　LED的基本工作原理是这样的：前面在讲pn结原理时曾经介绍过，当pn结正偏时，n区的自由电子穿过pn结进入P区后，会与P区的空穴复合，然后作为价带电子一路运动到电源正极。当导带的自由电子跌落到价带与空穴复合时，本身的能级会降低，因此会释放出热能或光子。普通二极管释放的是热能，而发光二极管释放的是光子。

　　至于LED发出的颜色，主要取决于不同半导体材料的能隙级别，下表是LED颜色与其构成的半导体材料的对照表：

　　一般来说，LED的发光亮度随着正偏电流的增大而增大，但电流增大到一定程度后就会饱和，此时发光亮度不再增大，具体设计时还是要以数据手册提供的曲线和数据为准。

　　控制LED亮度最好的方法是使用电流源做驱动，这样可使其亮度基本保持不变。而如果使用电压源来驱动LED，时间长了以后，会因为电压源内阻或LED线路内阻产生变化而使得LED中的电流不再等于出厂时的电流，从而使得LED亮度也发生变化。所以市面上一些照明用的LED驱动器，电流源驱动器普遍要比电压源驱动器贵一些。

　　最后需要注意一下的是，LED的反向击穿电压比较小，典型值只有3~5V，而普通二极管的反向击穿电压一般都高达几十伏到几百伏，这个在LED设计时要注意保护。

　　光敏二极管（phtodiode）的工作原理与发光二极管相反，在没有光照的时候，其反偏电流接近于0，当有光照在PN结上时，其耗尽层内的原子会吸收外部光子能量而产生新的“电子-空穴”对，然后在反偏电压的推动下形成反偏电流，反偏电流随光强度的增大而增大。光敏二极管在 GB/T 4278 中并无指定符号，其他常见的表示符号如下图所示：

　　光敏二极管的偏置电压和偏置电流一般记为\small V_\lambda和\small I_\lambda，其伏安曲线和光照度的关系见下图所示：

　　在无光照时的反偏电流称为暗电流（dark current），当光照增加时，反向电流会增大，Lux（勒克斯）为照度单位。在图中可以看到，不同光照度下光敏二极管的伏安曲线几乎是等间距的，因此，在固定的反偏电压下，反偏电流与光照度几乎是正比线性关系，见下图所示：

　　发光二极管可以和光敏二极管组合使用可以实现很多应用。比如，用可发出红外光的LED和对应的光敏二极管组合使用，就可以组成红外遥控收发电路。

　　如果将LED和光敏元件封装在一个器件中，就可以组成一个光耦。不过一般商用光耦中使用的光敏器件都是光敏三极管。光敏三极管和光敏二极管的区别在于光敏三极管有放大作用，可以输出更大的电流，因此可直接驱动一些功率较大（mA级）的设备。

　　太阳能电池（solar cell）也是一种特殊的pn结二极管，它与光敏二级管最大的不同在于，太阳能电池不需要外部反偏电压，只要有光照，它就能在pn结周围源源不断激发出新的电子-空穴对，这些新的少子进入内建电场后，会被内建电场加速，形成电动势。当连接上外部负载时，它就能自发形成回路电流。由于太阳能电池是一种少子电流，因此它的电流方向和pn结反偏电流方向相同。

　　太阳能电池作为一种pn结，单个能产生的电压不高，仅在0.5V~0.6V左右，一般在应用中会将多个太阳能电池串联起来以获得更高的电压。

　　一般在海平面高度，太阳光能照能提供的总能量大约在\small \rm 1kW/m^2左右，但这些能量并不能完全被太阳能电池吸收转换成电能。在实验室能做到转换效率达40%以上的太阳能电池板，目前市面上的商用太阳能电池板的转换效率大约在20%左右。

　　肖特基二极管（Schottky diode）也叫热载流子二极管（hot carrier diode）， 主要用于射频电路和高速计算机电路中，它的主要优点是：反向恢复时间短、低噪音、正偏阈值电压低（意味着低功耗）。不同于普通的硅二极管，肖特基二极管两边的材料分别为金属和n型掺杂硅（极少情况下也有p型），常用的金属材料有：钼、铂、铬、钨等。

　　因为肖特基二极管两边的载流子都为电子，它在由正偏转向反偏时，没有对方区域的“存储电荷”问题，因此反向恢复时间比普通二极管要短得多（通常为普通硅二极管的1/5左右）。肖特基二极管内部也有结合面（junction surface），也有耗尽区，不过它的原理跟普通的pn结不一样，只能用能带理论来解释：

　　在n型半导体导带的能级要高于金属的导带能级，n区的自由电子所拥有的动能也要要高于金属区中的自由电子动能。n区的自由电子扩散到了金属区后，由于它一开始携带的能量比较高，因此也被称为热载流子（hot carriers）。但是自由电子到了金属区后，自由电子的能级会降低，就回不到原来的n区了。因此在结的金属区一边会积累起一定的负电荷，而在结的n区一边会积累起一定的正电荷（失去了一些电子），这样就会在结附近形成一个耗尽区，或称为面势垒（surface barrier）。这个面势垒也会阻止n区的自由电子继续扩散到金属区，其势垒电压大约在0.25V左右。因此肖特基二极管的正偏导通电压也在0.25V左右，要小于普通硅二极管的0.7V。

　　由于肖特基二极管的内部势垒电压较低，因此它的反偏饱和电流（漏电流）也要大大高于普通的硅二极管，反偏漏电流受温度影响也更大。现代半导体的一个持续研究方向就是如何降低肖特基二极管的反偏漏电流，现在一些比较成熟的商用肖特基二极管已经可以做到在室温条件下把反偏漏电流保持uA级的水平了，对于一些大功率肖特基二极管（例如正偏电流50A），也可以做到反偏漏电流保持在mA级的水平。肖特基二极管的另一个主要缺点是反向击穿电压较低，对于同样电流规格的二极管，如果硅二极管能做到反偏击穿电压在150V的线V左右。这也是肖特基二极管应用时要小心的一个地方。

　　肖特基二极管 GB/T 4278 中并无指定符号，其他常见的表示符号如下图所示：

　　变容二极管（varicap diode）也叫变容管（varactor），它的结电容会随着反偏电压的大小而变化，通常用于无线收音机和通信系统的电子谐调电路中。

　　无线接收机一般通过调节谐振电路的电容值来实现对不同频率信号的选频，以前的可变电容都是机械式的，需要通过机械旋钮来调节可变电容两块极板间的距离，来达到改变电容值得的效果。后来的变容二极管可以实现电子式调整，当反偏电压增大时，耗尽层增厚，相当于电容的两块极板间的距离增大，因而电容值减小；反之则电容值增大。

　　PIN二极管（PIN diode）的构造如其名字所述，在p区和n区之间夹了一层纯硅的本征半导体（intrinsic），PIN二极管在射频和微波电路中可以充当可变电阻用。当其正偏时，相当于一个电流控制的电阻：电流越大电阻越小。当其反偏时，相当于一个固定电容。

　　压敏电阻器（varistor）又叫瞬态抑制器（transient suppressor）、双向击穿二极管（bidirectional breakdown diode），是一种电压敏感器件，广泛应用于电力系统中。从下图的符号中就可以看出，它相当于两个背靠背的齐纳二极管串联在一起，在正负两个方向上都可以吸收瞬间的尖峰高电压脉冲而起到稳压和保护作用。一般压敏电阻的击穿范围可选择在几十至几百伏不等，能够吸收几百安培的瞬态尖峰电流。其电路符号如下图所示：

　　稳流二极管（current regulator diode）也叫恒流二极管（constant current diode），是近年来新面世的半导体器件。它的作用与齐纳二极管类似，不过它稳定的不是电压，而是电流。在它两端的电压发生改变时，它可以保持流过二极管的电流不变。近来在LED驱动电路中，开始用这种简单的稳流二极管电路来替代以前较为复杂的恒流源驱动电路。