半導體二極管導通時相當于開關閉合(電路接通),截止時相當于開關打開(電路切斷),所以二極管可作開關用,常用型號為1N4148。由于半導體二極管具有單向導電的特性,在正偏壓下PN結導通,在導通狀態下的電阻很小,約為幾十至幾百歐;在反向偏壓下,則呈截止狀態,其電阻很大,一般硅二極管在10ΜΩ以上,鍺管也有幾十千歐至幾百千歐。利用這一特性,二極管將在電路中起到控制電流接通或關斷的作用,成為一個理想的電子開關。
以上的描述,其實適用于任何一支普通的二極管,或者說是二極管本身的原理。但針對于開關二極管,最重要的特點是高頻條件下的表現。
高頻條件下,二極管的勢壘電容表現出來極低的阻抗,并且與二極管并聯。當這個勢壘電容本身容值達到一定程度時,就會嚴重影響二極管的開關性能。極端條件下會把二極管短路,高頻電流不再通過二極管,而是直接繞路勢壘電容通過,二極管就失效了。而開關二極管的勢壘電容一般極小,這就相當于堵住了勢壘電容這條路,達到了在高頻條件下還可以保持好的單向導電性的效果。
開關二極管從截止(高阻狀態)到導通(低阻狀態)的時間叫開通時間;從導通到截止的時間叫反向恢復時間;兩個時間之和稱為開關時間。一般反向恢復時間大于開通時間,故在開關二極管的使用參數上只給出反向恢復時間。開關二極管的開關速度是相當快的,像硅開關二極管的反向恢復時間只有幾納秒,即使是鍺開關二極管,也不過幾百納秒。
開關二極管具有開關速度快、體積小、壽命長、可靠性高等特點,廣泛應用于電子設備的開關電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動控制電路中。
開關二極管分為普通開關二極管、高速開關二極管、超高速開關二極管、低功耗開關二極管、高反壓開關二極管、硅電壓開關二極管等多種。