二极管的选择、接线与实验

先选适合实验的类型

接线端、外观与读数

A 为阳极、K 为阴极；普通、稳压、肖特基和单向 TVS 实物图的色环或条纹对应 K。A/K 不代表任何时刻都固定的正负电位。

各类二极管采用统一的接线端标注风格，旋转 90°/270° 随元件旋转，倒置时文字保持正向。已有作品仍可正常打开，原来的接线和参数保持不变。

停止时显示主要属性，运行时显示电压和电流。电压正方向是 A 对 K，电流正方向是 A→K；反向钳位和光电流通常显示为负值。

实物图用于区分类别，颜色和大小不是选型依据，实际封装与脚序须看厂家资料。

肖特基：定义与作用

肖特基二极管适合低压整流、续流和防反接。本系统使用通用教学模型，可比较正向压降、导通损耗和反向漏电。

肖特基：接线端与接线

A 是阳极，K 是阴极，实物图银色环对应 K。正向接法为电源正极→限流电阻→A→K→负极。A/K 是接线端名称，不表示任何时刻都固定为正/负电位。

肖特基：属性与规律

正向电流约为（A 对 K 电压−导通电压）÷导通电阻；因此实际压降会随电流增大。

反向漏电流参考值对应额定反向电压，模型按比例折算为漏电电导；例如 40 V 时设为 10 μA，反向 4 V 时约为 1 μA。

结电容影响电压快速变化时的电流。0 表示忽略结电容，初始电压是 A 对 K 的电压，修改后需停止并重新开始。

肖特基：动手试验

从「新建→从模板创建」搜索「肖特基低压降实验」。默认 3 V 电源、100 Ω 限流电阻，导通电压 0.3 V、导通电阻 0.2 Ω，稳定电流约 26.95 mA，二极管电压约 0.305 V。

将导通电压改为 0.5 V，稳定电流约 24.95 mA。将电源改为 −4 V，可观察约 1 μA 的反向漏电。

肖特基：使用范围

额定反向电压、正向电流和持续耗散功率用于超限提示，超限不会暗中裁剪数值或自动限流。必须自行串联限流电阻。

不模拟反向雪崩、温漂、少子恢复、温升与永久损坏。改变普通二极管的导通电压不能完整代替肖特基模型。实物外观仅供辨识，接线以 A/K 标注为准。

肖特基：参考资料

Vishay 1N5817/1N5818/1N5819（2020-07-01）：https://www.vishay.com/docs/88525/1n5817.pdf。用于理解器件类别和极性；本系统默认值不是该型号的完整保证值。

TVS：定义与作用

TVS 是瞬态电压抑制二极管，用于限制浪涌电压。本元件为单向型，适合直流线路保护；不等同于持续供电的稳压电源。

TVS：接线端与接线

反向并联在被保护端：K（条纹端）接高电位，A 接返回端。电源与被保护端之间必须有源阻抗或串联限流电阻。接反时会按普通二极管的正向通路导通。

TVS：三个电压的区别

反向工作电压是正常使用的参考电压；反向击穿电压是进入钳位区的拐点；实际钳位电压还取决于电流与动态电阻。反向工作电压必须小于击穿电压。

在击穿区，钳位电压约为击穿电压＋反向电流×动态电阻。设击穿 13.3 V、动态电阻 0.5 Ω，反向电流 1 A 时约为 13.8 V，不是固定的 13.3 V。

反向漏电流参考值取在反向工作电压处，截止区按电压比例变化。结电容表示固定并联电容，可能引入脉冲充放电电流。

TVS：动手试验

从「新建→从模板创建」搜索「TVS 脉冲钳位实验」。信号发生器为方波，峰值 6 V、偏置 18 V、频率 2 Hz、占空比 20%，即在 12 V 与 24 V 之间切换。

源串联 1 kΩ，负载 100 kΩ，TVS 反向并联于负载。默认反向工作电压 12 V、击穿电压 13.3 V、动态电阻 0.5 Ω。低电平时负载约 11.88 V，高电平时约 13.31 V；选择负载或 TVS 在示波器比较。

这里刻意使用慢脉冲和小电流方便观察原理，不代表真实器件可承受任意宽度的大功率浪涌。

TVS：功率与使用范围

持续耗散功率和峰值脉冲功率均为诊断阈值，不会自动吸收无限能量。超过持续功率会提示仅可按短脉冲观察；超过峰值脉冲功率另行提示。

峰值脉冲功率不能当作连续额定功率。实际允许值与脉冲波形、时长、温度及重复频率有关；当前不计算热积累、降额曲线或损坏。本元件不提供双向 TVS 行为。

TVS：参考资料

Vishay SMBJ 系列（2024-01-09）：https://www.vishay.com/docs/88392/smbj.pdf。资料区分单向/双向以及脉冲额定条件；本元件为通用单向教学近似。

光电二极管：定义与作用

光电二极管把到达感光面的光转换为电流。它与光敏电阻的工作方式不同，也不会像 LED 一样由电流驱动发光。

光电二极管：两种接法

反向偏置：K 接正偏置电源，A 经负载电阻接电源负极，光电流从 K 流向 A。

光伏接法：不加外部电源，在 A/K 间接负载即可取得光生电压，通常 A 的电位高于 K。两种方式都由同一个模型计算。

光电二极管：光照与属性

光电流＝入射光功率×光响应度。默认 100 μW 和 0.5 A/W 对应 50 μA。入射光功率可以设为 0，表示完全遮光；该值是到达感光面的有效功率，不是照度 lx，也不自动关联画布中灯泡的距离。

响应度代表所选波长下的光电转换能力，不另行计算光谱。25°C 指数结模型的理想因子范围为 1～2；反向暗电流由结饱和电流与分流电阻共同决定。

结电容与负载共同影响响应时间。观察快速信号需要足够小的仿真时间尺度；默认结电容 20 pF，设为 0 可忽略电容。

光电二极管：动手试验

从「新建→从模板创建」搜索「光电二极管光照检测」。5 V 电源正极接 K，A 经 10 kΩ 接负极。默认光照下负载约 0.500 V、电流约 50.01 μA；将光功率减为 10 μW，负载约 0.050 V。

设为 0 μW 后，仍会有微小暗电流。默认 5 V 反偏条件下约为 6 nA，不能把暗电流误认为漏接电源。

无外部电源的开路光伏电压由光电流与指数结平衡决定，默认光照时约 0.417 V；它不是预设的固定电压源。

光电二极管：使用范围

额定反向电压和持续耗散功率用于超限提示。模型不模拟反向雪崩、噪声、温漂、光谱、透镜聚光或永久损坏。

高正向电压超过精细指数区时会明确提示，并用连续切线延伸计算；正常反向检测和低压光伏实验不受此近似影响。实物图不代表某个厂家的固定脚序，以画布 A/K 标注为准。

光电二极管：参考资料

Vishay BPW34/BPW34S（2011-08-23）：https://www.vishay.com/docs/81521/bpw34.pdf。用于认识光敏面、反向光电流和结电容；本系统默认参数为教学值。