検出ダイオード

検波ダイオードの主な機能は、高周波信号から低周波信号を抽出することです。点接触構造を採用しているため、接合容量が小さく、高周波で動作できます。通常はゲルマニウム材料で作られています。原理的には、入力信号から変調信号を抽出するプロセスを検波と呼びます。整流電流100mAを境に、出力電流が100mA未満のものを検波ダイオードと呼びます。ゲルマニウム点接触型ダイオードは、2AP型のように順方向電圧降下が低く、接合容量が小さく、検波効率が高く、周波数特性が良好で、最大400MHzの周波数で動作できます。検波に加えて、これらのダイオードは、制限、クリッピング、変調、ミキシング、スイッチングなどの回路にも使用できます。FM検波用に、特性が一貫した2つのダイオードを特殊に組み合わせたものもあります。

整流ダイオード

原理的には、交流（AC）入力から直流（DC）出力を得るプロセスを整流といいます。整流電流100mAを境に、出力電流が100mAを超えるものを整流ダイオードといいます。平面構造のため接合容量が大きく、一般的に3kHz以下で使用されます。最大逆電圧は25Vから3000Vまでで、AからXまでの22グレードに分けられています。整流ダイオードは、①シリコン半導体整流ダイオード（2CZ型）、②シリコンブリッジ整流ダイオード（QL型）、③テレビなどに使用され、動作周波数が100kHzに近い高電圧シリコンスタック（2CLG型）に分類されます。

クリッピングダイオード

ダイオードが順方向バイアスされて導通状態にある場合、順方向電圧降下はほぼ一定です（シリコンダイオードでは0.7V、ゲルマニウムダイオードでは0.3V）。この特性は、回路において信号振幅を一定範囲内に制限するためのクリッピング素子として利用されます。ほとんどのダイオードはクリッピングに使用できます。また、機器保護用や高周波ツェナーダイオードなど、特殊なクリッピングダイオードも存在します。急激な振幅スパイクの制限能力を高めるために、シリコンダイオードが一般的に使用されています。必要なクリッピング電圧に応じて、複数の整流ダイオードを直列に接続して1つのユニットを形成するコンポーネントも提供されています。

変調ダイオード

これは通常、リング変調に特化して使用されるダイオードを指し、一貫した順方向特性を持つ4つのダイオードを組み合わせたものです。他のバラクタダイオードも変調用途に使用されますが、通常は周波数変調に直接使用されます。

ミキシングダイオード

ダイオード混合方式を使用する場合、500 Hz ～ 10,000 Hz の周波数範囲では、ショットキー ダイオードとポイント コンタクト ダイオードが一般的に使用されます。

増幅ダイオード

ダイオードを用いた増幅には、一般的にトンネルダイオードやバルク効果ダイオードなどの負性抵抗デバイス、およびバラクタダイオードを用いたパラメトリック増幅が含まれます。したがって、増幅ダイオードとは、通常、トンネルダイオード、バルク効果ダイオード、およびバラクタダイオードを指します。

スイッチングダイオード

ダイオードは、順方向バイアス時には抵抗が非常に低く、導通状態（スイッチが閉じている状態）になります。逆方向バイアス時には抵抗が非常に高く、遮断状態（スイッチが開いている状態）になります。ダイオードのスイッチング特性は、様々な論理回路の形成に利用できます。スイッチングダイオードには、小電流（10mA程度）の論理演算用や、数百mAの電流でコアを励起する用途などがあります。小電流スイッチングダイオードは、一般的にポイントコンタクト型とキー型が用いられますが、高温環境での使用に適したシリコン拡散型、メサ型、プレーナ型も存在します。スイッチングダイオードの主な利点は、スイッチング速度が速いことです。ショットキーダイオードはスイッチング時間が特に短く、理想的なスイッチングダイオードです。2AK型ポイントコンタクトダイオードは中速スイッチング回路に、2CK型プレーナダイオードは高速スイッチング回路に使用されます。また、スイッチング回路、リミット回路、クランプ回路、検出回路にも使用されます。ショットキー (SBD) シリコン高電流スイッチング ダイオードは、順方向電圧降下が低く、速度が速く、効率が高いという特徴があります。

バラクターダイオード

バラクタダイオードは、自動周波数制御（AFC）や同調に用いられる小電力ダイオードです。日本のメーカーでは様々な名称で呼ばれています。逆電圧を印加することで、ダイオードの接合容量が変化することを利用して、自動周波数制御、走査発振、周波数変調、同調などの用途に用いられます。通常はシリコン拡散プロセスで作製されますが、電圧による容量変化が特に大きいため、合金拡散、エピタキシャル接合、二重拡散ダイオードなどの特殊なタイプも用いられます。接合容量は逆電圧VRに応じて変化し、可変コンデンサに代わって、同調回路、発振回路、位相同期回路などに用いられます。テレビの高周波ヘッドのチャンネル変換や同調回路によく用いられ、主にシリコンで作られています。

周波数逓倍ダイオード

ダイオードを用いた周波数逓倍には、バラクタダイオードを用いた周波数逓倍とステップ（または急激な）リカバリダイオードを用いた周波数逓倍の2種類があります。周波数逓倍に使用されるバラクタダイオードは、可変リアクタンスダイオードと呼ばれます。可変リアクタンスダイオードの動作原理は、自動周波数制御に使用されるバラクタダイオードと同じですが、リアクタンスダイオードの構造はより高い電力を処理できます。ステップリカバリダイオードは、ステップリカバリダイオードとも呼ばれ、導通から遮断に切り替えるときの逆回復時間trrが短いです。したがって、その主な利点は、遮断状態に急速に切り替わるときの転送時間が大幅に短いことです。ステップリカバリダイオードに正弦波を印加すると、転送時間ttが短いため、出力波形が急激に切り捨てられ、多くの高周波高調波が発生します。

ツェナーダイオード

このタイプのダイオードは、ダイオードの逆ブレークダウン特性を利用して作られており、端子間の電圧をほぼ一定に保ち、回路内の電圧を安定させます。これは、電圧安定化電子ダイオードを置き換える製品です。急峻な逆ブレークダウン特性曲線を持つダイオードです。制御電圧および基準電圧として使用されます。ダイオードの動作電圧（ツェナー電圧とも呼ばれます）は約3V〜150Vの範囲で、多くのグレードが10％ずつ分割されています。電力の点では、200mWから100Wを超える製品が用意されています。逆ブレークダウン状態で動作し、シリコン材料で作られ、動的抵抗RZが非常に小さく、通常は2CW、2CW56などです。温度係数を下げるために逆直列に接続された2つの補完ダイオードは、2DWタイプです。

ツェナーダイオードの温度係数α：αは、温度変化1°Cあたりの安定化電圧の変化を表します。安定化電圧が4V未満のダイオードは、負の温度係数を持ちます（ツェナーブレークダウンのため）。つまり、温度上昇とともに安定化電圧が低下します（温度によって価電子がより高いエネルギーレベルに移動する）。安定化電圧が7Vを超えるダイオードは、正の温度係数を持ちます（アバランシェブレークダウンのため）。つまり、温度上昇とともに安定化電圧が増加します（温度によって原子の振動振幅が増加し、キャリアの移動が妨げられる）。安定化電圧が4～7Vのダイオードは、温度係数が非常に小さく、ほぼゼロです（ツェナーブレークダウンとアバランシェブレークダウンの両方が発生します）。

PINダイオード

これは、P領域とN領域の間に挟まれた真性半導体（または不純物濃度の低い半導体）で構成された結晶ダイオードです。PINの「I」は「intrinsic（真性）」の略です。100MHzを超える周波数で動作する場合、少数キャリアの蓄積効果と真性層における走行時間効果により、ダイオードは整流作用を失い、インピーダンス素子となり、バイアス電圧に応じてインピーダンス値が変化します。ゼロバイアスまたは逆バイアスでは、「真性」領域のインピーダンスは非常に高くなりますが、順バイアスでは、「真性」領域へのキャリアの注入により、「真性」領域は低インピーダンス状態を示します。そのため、PINダイオードは可変インピーダンス素子として使用できます。高周波スイッチング（マイクロ波スイッチング）、位相シフト、変調、リミッタなどの回路に広く使用されています。

アバランシェダイオード

これは、印加電圧の影響下で高周波振動を発生できるトランジスタです。高周波振動発生の動作原理は次のとおりです。アバランシェブレークダウンを利用して結晶にキャリアを注入します。キャリアのウェハ上を移動する時間は有限であるため、電流は電圧よりも遅れ、遅延時間が生じます。この移動時間を適切に制御することで、

トンネルダイオード

トンネルダイオードは、トンネル電流を主な電流成分とする結晶ダイオードです。その基本材料はガリウムヒ素とゲルマニウムです。P型領域とN型領域は高濃度ドープ（つまり、不純物濃度が高い）されています。トンネル電流は、これらの縮退半導体の量子力学的効果によって発生します。トンネル効果の発生には、以下の3つの条件が必要です。(1) フェルミ準位が伝導帯と価電子帯の境界に位置すること。(2) 空間電荷層が非常に狭いこと（0.01マイクロメートル未満）。縮退半導体のP型領域の正孔とN型領域の電子のエネルギー準位が重なり合う可能性があるからです。トンネルダイオードは2端子能動素子です。主なパラメータはピークバレー電流比（IP/PV）で、添え字の「P」はピーク、「V」はバレーを表します。トンネルダイオードは、低ノイズの高周波増幅器や高周波発振器（動作周波数がミリ波帯に達する）に利用でき、高速スイッチング回路にも利用できます。

ステップリカバリダイオード

こちらもPN接合を持つダイオードです。構造上の特徴は、PN接合境界における急峻な不純物分布によって「自己維持電界」が形成されることです。PN接合は順方向バイアス下で少数キャリアを導通させ、PN接合近傍に電荷蓄積効果を持つため、逆電流が最小値（逆飽和電流値）まで低下するには「蓄積時間」が必要です。ステップリカバリダイオードの「自己維持電界」は蓄積時間を短縮し、逆電流を速やかに遮断することで豊富な高調波成分を生成します。これらの高調波成分は、コムスペクトル発生回路の設計に利用できます。ステップリカバリダイオードは、パルス回路や高次高調波回路に用いられます。

ショットキーバリアダイオード

これは、ショットキー特性を示す「金属-半導体接合」を持つダイオードです。順方向電圧降下が小さく、金属層は金、モリブデン、ニッケル、チタンなどの材料で作ることができます。半導体材料は典型的にはシリコンまたはガリウムヒ素で、通常はN型半導体です。このデバイスは多数キャリアで伝導するため、逆方向飽和電流は少数キャリアで伝導するPN接合よりもはるかに大きくなります。ショットキーダイオードにおける少数キャリアの蓄積効果は最小限であるため、周波数応答はRC時定数によってのみ制限され、高周波および高速スイッチングアプリケーションに最適なデバイスです。動作周波数は最大100GHzに達します。さらに、MIS（金属-絶縁体-半導体）ショットキーダイオードは、太陽電池や発光ダイオードの製造にも使用できます。また、フリーホイール ダイオードとしても機能し、スイッチング モード電源やリレーのインダクタなどの誘導負荷にフリーホイール機能を提供します。

ダンピングダイオード

ダンピングダイオードは、高周波電圧回路で広く使用されています。逆動作電圧とピーク電流が高く、順方向電圧降下が低いという特徴があります。これらの高周波・高電圧整流ダイオードは、テレビの水平走査回路におけるダンピングと電圧ブーストのために使用されます。一般的なダンピングダイオードには、2CN1、2CN2、BSBS44などがあります。

過渡電圧抑制ダイオード

TVPダイオードは、回路に急速な過電圧保護を提供します。バイポーラ型とユニポーラ型の両方があり、ピーク電力（500W～5000W）と電圧（8.2V～200V）によって分類されます。

ダブルベースダイオード（単結晶トランジスタ）

これは、2つのベースと1つのエミッタを備えた3端子の負性抵抗デバイスです。緩和発振回路やタイミング電圧読み出し回路に使用され、周波​​数調整が容易で温度安定性に優れているという利点があります。

発光ダイオード (LED)

リン化ガリウムおよびリン化ガリウムヒ素材料で作られたこれらのLEDは小型で、順方向バイアスで発光します。低電圧・低電流で動作し、均一な発光と長寿命を特徴とし、赤、黄、緑、青の単色光を発することができます。技術の進歩により、白色高輝度LEDが開発され、LED照明産業の台頭が促進されました。VCD、DVD、電卓などのディスプレイにも使用されています。

シリコンパワースイッチングダイオード

シリコンパワースイッチングダイオードは、高速導通および遮断特性を有し、主に大電力スイッチング回路や電圧安定化回路、DCコンバータ、高速モータ速度制御、駆動回路における高周波整流器やフリーホイールクランプなどに用いられます。ソフトリカバリ特性と強力な過負荷耐量といった利点を有し、コンピュータ電源、レーダー電源、ステッピングモータ速度制御用途などに広く使用されています。