電路保護元器件應用領域廣泛，只要有電的地方就有安裝電路保護元器件的必要，如各類家用電器、家庭視聽及數碼產品、個人護理等消費類電子產品、計算機及其周邊、手機及其周邊、照明、醫療電子、汽車電子、電力、工業設備等，涵蓋人們生產生活的方方面面。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201608/296316.htm電路保護主要有兩種形式：過壓保護和過流保護。選擇適當的電路保護器件是實現高效、可靠電路保護設計的關鍵，涉及到電路保護器件的選型，我們就必須要知道各電路保護器件的作用。在選擇電路保護器件的時候我們要知道保護電路不應幹擾受保護電路的正常行為，此外，其還必須防止任何電壓瞬態造成整個系統的重複性或非重複性的不穩定行為。
防雷過壓器件分為鉗位型過壓器件和開關型過壓器件，開關型過壓器件就是我們熟知的防雷器件：陶瓷氣體放電管、半導體放電管和玻璃放電管;鉗位型過壓器件有瞬態抑制二極體、壓敏電阻、貼片壓敏電阻和ESD放電二極體;過流器件則以PTC元件自恢復保險絲為主，以下是其具體作用：
1.放電管的作用：放電管常用於多級保護電路中的第一級或前兩級，起洩放雷電暫態過電流和限制過電壓作用，放電管是通過將電壓限制在較低的水平，從而起到保護作用。碩凱電子的放電管又分為氣體放電管和固體放電管，氣體放電管主要以陶瓷氣體放電管和玻璃氣體放電管為主，具體應用中放電管類別和型號的選擇則需要工程師根據產品應用埠的防護等級以及相關選型參數來確定。
2.瞬態抑制二極體的作用：瞬態抑制二極體能以10的負12次方秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，吸收高達數千瓦的浪湧功率，使兩極間的電壓箝位於一個預定值，有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪湧脈衝的損壞。
3.壓敏電阻的作用：壓敏電阻是一種限壓型保護器件，電路保護中主要是利用壓敏電阻的非線性特性，當過電壓出現在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而實現對後級電路的保護。
4.貼片壓敏電阻的作用：貼片壓敏電阻主要用於保護元件和電路，防止在電源供應、控制和信號線產生的ESD。
5.ESD靜電放電二極體的作用：ESD靜電放電二極體是一種過壓、防靜電保護元件，是為高速數據傳輸應用的I/O埠保護設計的器件。ESD保護器件是用來避免電子設備中的敏感電路受到ESD(靜電放電)的影響。可提供非常低的電容，具有優異的傳輸線脈衝(TLP)測試，以及IEC6100-4-2測試能力，尤其是在多採樣數高達1000之後，進而改善對敏感電子元件的保護。
6.PTC自恢復保險絲的作用：電路正常工作時它的阻值很小(壓降很小)，當電路出現過流使它溫度升高時，阻值急劇增大幾個數量級，使電路中的電流減小到安全值以下，從而使後面的電路得到保護。當故障排除之後，PPTC元件很快冷卻並將回復到原來的低電阻狀態，這樣又象一隻新的PPTC元件一樣可以重新工作了。
7.電感的作用：電磁的關係相信大家都清楚，電感的作用就是在電路剛開始的時候，一切還不穩定的時候，如果電感中有電流通過，就一定會產生一個與電流方向相反的感應電流(法拉第電磁感應定律)，等到電路運行了一段時間後，一切都穩定了，電流沒有什麼變化了，電磁感應也就不會產生電流，這時候就穩定了，不會出現突發性的變故，從而保證了電路的安全，就像水車，一開始由於阻力轉動的比較慢，後來慢慢趨於平和。電感還有一個作用就是通直流，阻交流，這個用的不多，我也不太清楚具體怎麼用，等用到了再和大家分享
8.磁珠的作用：磁珠有很高的電阻率和磁導率，他等效於電阻和電感串聯，但電阻值和電感值都隨頻率變化。 他比普通的電感有更好的高頻濾波特性，在高頻時呈現阻性，所以能在相當寬的頻率範圍內保持較高的阻抗，從而提高調頻濾波效果，在乙太網晶片上用到過。
再具體談一下二極體基礎知識-分類，應用，特性，原理，參數
二極體的特性與應用
幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導體二極體，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導體器件之一，其應用也非常廣泛。
二極體的應用
1、整流二極體
利用二極體單向導電性，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈動直流電。
2、開關元件
二極體在正向電壓作用下電阻很小，處於導通狀態，相當於一隻接通的開關;在反向電壓作用下，電阻很大，處於截止狀態，如同一隻斷開的開關。利用二極體的開關特性，可以組成各種邏輯電路。
3、限幅元件
二極體正嚮導通後，它的正向壓降基本保持不變(矽管為0.7V，鍺管為0.3V)。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號幅度限制在一定範圍內。
4、繼流二極體
在開關電源的電感中和繼電器等感性負載中起繼流作用。
5、檢波二極體
在收音機中起檢波作用。
6、變容二極體
使用於電視機的高頻頭中。
二極體的工作原理
晶體二極體為一個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結，在其界面處兩側形成空間電荷層，並建有自建電場。當不存在外加電壓時，由於p-n 結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處於電平衡狀態。當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓範圍內與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流I0。當外加的反向電壓高到一定程度時，p-n結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產生載流子的倍增過程，產生大量電子空穴對，產生了數值很大的反向擊穿電流，稱為二極體的擊穿現象。
二極體的類型
二極體種類有很多，按照所用的半導體材料，可分為鍺二極體(Ge管)和矽二極體(Si管)。根據其不同用途，可分為檢波二極體、整流二極體、穩壓二極體、開關二極體、隔離二極體、肖特基二極體、發光二極體等。按照管芯結構，又可分為點接觸型二極體、面接觸型二極體及平面型二極體。點接觸型二極體是用一根很細的金屬絲壓在光潔的半導體晶片表面，通以脈衝電流，使觸絲一端與晶片牢固地燒結在一起，形成一個「PN結」。由於是點接觸，只允許通過較小的電流(不超過幾十毫安)，適用於高頻小電流電路，如收音機的檢波等。面接觸型二極體的「PN結」面積較大，允許通過較大的電流(幾安到幾十安)，主要用於把交流電變換成直流電的「整流」電路中。平面型二極體是一種特製的矽二極體，它不僅能通過較大的電流，而且性能穩定可靠，多用於開關、脈衝及高頻電路中。
一、根據構造分類
半導體二極體主要是依靠PN結而工作的。與PN結不可分割的點接觸型和肖特基型，也被列入一般的二極體的範圍內。包括這兩種型號在內，根據PN結構造面的特點，把晶體二極體分類如下：
1、點接觸型二極體
點接觸型二極體是在鍺或矽材料的單晶片上壓觸一根金屬針後，再通過電流法而形成的。因此，其PN結的靜電容量小，適用於高頻電路。但是，與面結型相比較，點接觸型二極體正向特性和反向特性都差，因此，不能使用於大電流和整流。因為構造簡單，所以價格便宜。對於小信號的檢波、整流、調製、混頻和限幅等一般用途而言，它是應用範圍較廣的類型。
2、鍵型二極體
鍵型二極體是在鍺或矽的單晶片上熔接或銀的細絲而形成的。其特性介於點接觸型二極體和合金型二極體之間。與點接觸型相比較，雖然鍵型二極體的PN結電容量稍有增加，但正向特性特別優良。多作開關用，有時也被應用於檢波和電源整流(不大於50mA)。在鍵型二極體中，熔接金絲的二極體有時被稱金鍵型，熔接銀絲的二極體有時被稱為銀鍵型。
3、合金型二極體
在N型鍺或矽的單晶片上，通過合金銦、鋁等金屬的方法製作PN結而形成的。正向電壓降小，適於大電流整流。因其PN結反向時靜電容量大，所以不適於高頻檢波和高頻整流。
4、擴散型二極體
在高溫的P型雜質氣體中，加熱N型鍺或矽的單晶片，使單晶片表面的一部變成P型，以此法PN結。因PN結正向電壓降小，適用於大電流整流。最近，使用大電流整流器的主流已由矽合金型轉移到矽擴散型。
5、臺面型二極體
PN結的製作方法雖然與擴散型相同，但是，只保留PN結及其必要的部分，把不必要的部分用藥品腐蝕掉。其剩餘的部分便呈現出臺面形，因而得名。初期生產的臺面型，是對半導體材料使用擴散法而製成的。因此，又把這種臺面型稱為擴散臺面型。對於這一類型來說，似乎大電流整流用的產品型號很少，而小電流開關用的產品型號卻很多。
6、平面型二極體
在半導體單晶片(主要地是N型矽單晶片)上，擴散P型雜質，利用矽片表面氧化膜的屏蔽作用，在N型矽單晶片上僅選擇性地擴散一部分而形成的PN結。因此，不需要為調整PN結面積的藥品腐蝕作用。由於半導體表面被製作得平整，故而得名。並且，PN結合的表面，因被氧化膜覆蓋，所以公認為是穩定性好和壽命長的類型。最初，對於被使用的半導體材料是採用外延法形成的，故又把平面型稱為外延平面型。對平面型二極體而言，似乎使用於大電流整流用的型號很少，而作小電流開關用的型號則很多。
7、合金擴散型二極體
它是合金型的一種。合金材料是容易被擴散的材料。把難以製作的材料通過巧妙地摻配雜質，就能與合金一起過擴散，以便在已經形成的PN結中獲得雜質的恰當的濃度分布。此法適用於製造高靈敏度的變容二極體。
8、外延型二極體
用外延面長的過程製造PN結而形成的二極體。製造時需要非常高超的技術。因能隨意地控制雜質的不同濃度的分布，故適宜於製造高靈敏度的變容二極體。
9、肖特基二極體
基本原理是：在金屬(例如鉛)和半導體(N型矽片)的接觸面上，用已形成的肖特基來阻擋反向電壓。肖特基與PN結的整流作用原理有根本性的差異。其耐壓程度只有40V左右。其特長是：開關速度非常快：反向恢復時間trr特別地短。因此，能製作開關二極和低壓大電流整流二極體。
二、根據用途分類
1、檢波用二極體
就原理而言，從輸入信號中取出調製信號是檢波，以整流電流的大小(100mA)作為界線通常把輸出電流小於100mA的叫檢波。鍺材料點接觸型、工作頻率可達400MHz，正向壓降小，結電容小，檢波效率高，頻率特性好，為2AP型。類似點觸型那樣檢波用的二極體，除用於檢波外，還能夠用於限幅、削波、調製、混頻、開關等電路。也有為調頻檢波專用的特性一致性好的兩隻二極體組合件。
2、整流用二極體
就原理而言，從輸入交流中得到輸出的直流是整流。以整流電流的大小(100mA)作為界線通常把輸出電流大於100mA的叫整流。面結型，工作頻率小於KHz，最高反向電壓從25伏至3000伏分A～X共22檔。分類如下：①矽半導體整流二極體2CZ型、②矽橋式整流器QL型、③用於電視機高壓矽堆工作頻率近100KHz的2CLG型。
3、限幅用二極體
大多數二極體能作為限幅使用。也有象保護儀表用和高頻齊納管那樣的專用限幅二極體。為了使這些二極體具有特別強的限制尖銳振幅的作用，通常使用矽材料製造的二極體。也有這樣的組件出售：依據限制電壓需要，把若干個必要的整流二極體串聯起來形成一個整體。
4、調製用二極體
通常指的是環形調製專用的二極體。就是正向特性一致性好的四個二極體的組合件。即使其它變容二極體也有調製用途，但它們通常是直接作為調頻用。
5、混頻用二極體
使用二極體混頻方式時，在500～10，000Hz的頻率範圍內，多採用肖特基型和點接觸型二極體。
6、放大用二極體
用二極體放大，大致有依靠隧道二極體和體效應二極體那樣的負阻性器件的放大，以及用變容二極體的參量放大。因此，放大用二極體通常是指隧道二極體、體效應二極體和變容二極體。
7、開關用二極體
有在小電流下(10mA程度)使用的邏輯運算和在數百毫安下使用的磁芯激勵用開關二極體。小電流的開關二極體通常有點接觸型和鍵型等二極體，也有在高溫下還可能工作的矽擴散型、臺面型和平面型二極體。開關二極體的特長是開關速度快。而肖特基型二極體的開關時間特短，因而是理想的開關二極體。2AK型點接觸為中速開關電路用;2CK型平面接觸為高速開關電路用;用於開關、限幅、鉗位或檢波等電路;肖特基(SBD)矽大電流開關，正向壓降小，速度快、效率高。
8、變容二極體
用於自動頻率控制(AFC)和調諧用的小功率二極體稱變容二極體。日本廠商方面也有其它許多叫法。通過施加反向電壓， 使其PN結的靜電容量發生變化。因此，被使用於自動頻率控制、掃描振蕩、調頻和調諧等用途。通常，雖然是採用矽的擴散型二極體，但是也可採用合金擴散型、外延結合型、雙重擴散型等特殊製作的二極體，因為這些二極體對於電壓而言，其靜電容量的變化率特別大。結電容隨反向電壓VR變化，取代可變電容，用作調諧迴路、振蕩電路、鎖相環路，常用於電視機高頻頭的頻道轉換和調諧電路，多以矽材料製作。
9、頻率倍增用二極體
對二極體的頻率倍增作用而言，有依靠變容二極體的頻率倍增和依靠階躍(即急變)二極體的頻率倍增。頻率倍增用的變容二極體稱為可變電抗器，可變電抗器雖然和自動頻率控制用的變容二極體的工作原理相同，但電抗器的構造卻能承受大功率。階躍二極體又被稱為階躍恢復二極體，從導通切換到關閉時的反向恢復時間trr短，因此，其特長是急速地變成關閉的轉移時間顯著地短。如果對階躍二極體施加正弦波，那麼，因tt(轉移時間)短，所以輸出波形急驟地被夾斷，故能產生很多高頻諧波。
10、穩壓二極體
是代替穩壓電子二極體的產品。被製作成為矽的擴散型或合金型。是反向擊穿特性曲線急驟變化的二極體。作為控制電壓和標準電壓使用而製作的。二極體工作時的端電壓(又稱齊納電壓)從3V左右到150V，按每隔10%，能劃分成許多等級。在功率方面，也有從200mW至100W以上的產品。工作在反向擊穿狀態，矽材料製作，動態電阻RZ很小，一般為2CW型;將兩個互補二極體反向串接以減少溫度係數則為2DW型。
11、PIN型二極體(PIN Diode)
這是在P區和N區之間夾一層本徵半導體(或低濃度雜質的半導體)構造的晶體二極體。PIN中的I是「本徵」意義的英文略語。當其工作頻率超過100MHz時，由於少數載流子的存貯效應和「本徵」層中的渡越時間效應，其二極體失去整流作用而變成阻抗元件，並且，其阻抗值隨偏置電壓而改變。在零偏置或直流反向偏置時，「本徵」區的阻抗很高;在直流正向偏置時，由於載流子注入「本徵」區，而使「本徵」區呈現出低阻抗狀態。因此，可以把PIN二極體作為可變阻抗元件使用。它常被應用於高頻開關(即微波開關)、移相、調製、限幅等電路中。
12、 雪崩二極體 (Avalanche Diode)
它是在外加電壓作用下可以產生高頻振蕩的電晶體。產生高頻振蕩的工作原理是欒的：利用雪崩擊穿對晶體注入載流子，因載流子渡越晶片需要一定的時間，所以其電流滯後於電壓，出現延遲時間，若適當地控制渡越時間，那麼，在電流和電壓關係上就會出現負阻效應，從而產生高頻振蕩。它常被應用於微波領域的振蕩電路中。
13、江崎二極體 (Tunnel Diode)
它是以隧道效應電流為主要電流分量的晶體二極體。其基底材料是砷化鎵和鍺。其P型區的N型區是高摻雜的(即高濃度雜質的)。隧道電流由這些簡併態半導體的量子力學效應所產生。發生隧道效應具備如下三個條件：①費米能級位於導帶和滿帶內;②空間電荷層寬度必須很窄(0.01微米以下);簡併半導體P型區和N型區中的空穴和電子在同一能級上有交疊的可能性。江崎二極體為雙端子有源器件。其主要參數有峰谷電流比(IP/PV)，其中，下標「P」代表「峰」;而下標「V」代表「谷」。江崎二極體可以被應用於低噪聲高頻放大器及高頻振蕩器中(其工作頻率可達毫米波段)，也可以被應用於高速開關電路中。
14、快速關斷(階躍恢復)二極體 (Step Recovary Diode)
它也是一種具有PN結的二極體。其結構上的特點是：在PN結邊界處具有陡峭的雜質分布區，從而形成「自助電場」。由於PN結在正向偏壓下，以少數載流子導電，並在PN結附近具有電荷存貯效應，使其反向電流需要經歷一個「存貯時間」後才能降至最小值(反向飽和電流值)。階躍恢復二極體的「自助電場」縮短了存貯時間，使反向電流快速截止，並產生豐富的諧波分量。利用這些諧波分量可設計出梳狀頻譜發生電路。快速關斷(階躍恢復)二極體用於脈衝和高次諧波電路中。
15、肖特基二極體 (Schottky Barrier Diode)
它是具有肖特基特性的「金屬半導體結」的二極體。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外，還可以採用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導體材料採用矽或砷化鎵，多為N型半導體。這種器件是由多數載流子導電的，所以，其反向飽和電流較以少數載流子導電的PN結大得多。由於肖特基二極體中少數載流子的存貯效應甚微，所以其頻率響僅為RC時間常數限制，因而，它是高頻和快速開關的理想器件。其工作頻率可達100GHz。並且，MIS(金屬-絕緣體-半導體)肖特基二極體可以用來製作太陽能電池或發光二極體。
16、阻尼二極體
具有較高的反向工作電壓和峰值電流，正向壓降小，高頻高壓整流二極體，用在電視機行掃描電路作阻尼和升壓整流用。
17、瞬變電壓抑制二極體
TVP管，對電路進行快速過壓保護，分雙極型和單極型兩種，按峰值功率(500W-5000W)和電壓(8.2V～200V)分類。
18、雙基極二極體(單結電晶體)
兩個基極，一個發射極的三端負阻器件，用於張馳振蕩電路，定時電壓讀出電路中，它具有頻率易調、溫度穩定性好等優點。
19、發光二極體
用磷化鎵、磷砷化鎵材料製成，體積小，正向驅動發光。工作電壓低，工作電流小，發光均勻、壽命長、可發紅、黃、綠單色光。
三、根據特性分類
點接觸型二極體，按正向和反向特性分類如下。
1、一般用點接觸型二極體
這種二極體正如標題所說的那樣，通常被使用於檢波和整流電路中，是正向和反向特性既不特別好，也不特別壞的中間產品。如：SD34、SD46、1N34A等等屬於這一類。
2、高反向耐壓點接觸型二極體
是最大峰值反向電壓和最大直流反向電壓很高的產品。使用於高壓電路的檢波和整流。這種型號的二極體一般正向特性不太好或一般。在點接觸型鍺二極體中，有SD38、1N38A、OA81等等。這種鍺材料二極體，其耐壓受到限制。要求更高時有矽合金和擴散型。
3、高反向電阻點接觸型二極體
正向電壓特性和一般用二極體相同。雖然其反方向耐壓也是特別地高，但反向電流小，因此其特長是反向電阻高。使用於高輸入電阻的電路和高阻負荷電阻的電路中，就鍺材料高反向電阻型二極體而言，SD54、1N54A等等屬於這類二極體。
4、高傳導點接觸型二極體
它與高反向電阻型相反。其反向特性儘管很差，但使正向電阻變得足夠小。對高傳導點接觸型二極體而言，有SD56、1N56A等等。對高傳導鍵型二極體而言，能夠得到更優良的特性。這類二極體，在負荷電阻特別低的情況下，整流效率較高。