B1 · 二极管
二极管 I-V：只单向导通的阀门
给 pn 结加上外部电压，电流会怎样变化？这一单元亲手把电压从反向扫到正向，确认电流只朝一个方向猛增的不对称。
扫动电压，沿着曲线走
用滑块改变加在二极管上的电压，工作点就沿着曲线移动，竖直辅助线标出此时的电压位置。在左边的反向区，曲线几乎是平的；在右边的正向区，曲线从某一点起陡然上升。亲手找出那个弯折的拐点大概在哪里。
外加电压 VV = -0.30 V
工作点电流 I
I ≈ -Is (≈ 0)
势垒变得更高。除了极小的饱和电流 -Is，几乎没有电流。
反向 · 阻断
外加电压推动势垒
在 A4 中，结自己建立了内部势垒。现在再加上外部电压：p 侧接正、n 侧接负(正向)，外部电压就削低内部势垒；反过来接(反向)，势垒就更高。归根到底，决定电流的是载流子必须越过的势垒高度。
正向：电流呈指数上升
越过势垒的载流子数随势垒高度呈指数关系(与 A1 中的玻尔兹曼因子形式相同)。所以正向电压只要把势垒稍微降低一点，电流就会爆发式增长；硅二极管的曲线在约 0.7 V 附近像膝盖一样弯折，然后陡然上升。这就是肖克利方程中的 exp(V/VT) 项。
观察I = Is (exp(V/VT) - 1)
肖克利方程涵盖整个二极管电流。
选择VT = ? (≈ 26 mV)
热电压为 kT/q，室温约 26 mV。
填空V << 0 → I ≈ ?
深度反向时指数项消失，只剩 -Is。
自己来V >> VT → I ≈ ?
正向时指数项占主导而暴增。
反向与整流
反向时势垒更高，多数载流子几乎越不过去，只有极小的饱和电流 -Is 流过。所以二极管是正向流过大电流、反向几乎为 0 的单向阀。加上交流电，它只让正半周通过，把交流变成脉动直流；这就是整流，也是常见电源适配器把交流变成直流的第一步。反向电压加得太大，到某一点电流会突然流过，这种击穿将在齐纳二极管单元中讨论。
回到第一屏
滑块放在反向时，曲线是平的；推向正向，曲线越过拐点陡然上升。同一个器件，只因电压方向不同，电流就完全不一样。这种不对称的根源是 A4 的势垒。外部电压只是削低或抬高势垒，但越过势垒的载流子数按指数作出反应，所以曲线只朝一个方向猛增。这个单向阀就是把交流变成直流的整流的核心。
二极管是给 pn 结加上外部电压而成的单向阀。正向时内部势垒降低，电流按指数猛增；反向时势垒升高，只有极小的饱和电流 -Is 流过。只朝一个方向流动的这种不对称，就是把交流变成脉动直流的整流。肖克利方程为 I = Is (exp(V/VT) - 1)，热电压为 VT = kT/q。
接下来的脉络
单向阀已经到手。下一单元用这个阀来塑造信号：把超过某一电压的部分削掉的削波，以及移动整个波形基准线的钳位。只靠一个二极管的导通与截止，就成了加工信号的工具。