谈到开关，人们自然会想到电灯拉线开关、收音机琴键开关、电视机高频头的转鼓式开关……，家用电器上几乎无一没有开关，这些开关都属于手动机械式开关。很多工业设备上也必须有开关，像机床、电机等等，这些开关常见用的是继电器属于电磁式开关，可以手动或程序控制。上述这些开关都靠簧片接触，是“有触点”开关，开关速度低且体积也比较大。
半导体二极管既然具有单向导电特性，因而也可用作开关，它是一种“无触点”开关。
作为一个开关，在理想情况下，要求接通时电阻为零，使电流流经开关不产生压降；断开时电阻为无穷大，完全切断电流。还要求开关从一个状态转换到另一个状态所需时间为零。这样的理想开关实际上是没有的。
二极管的开关特性
二极管的开关特性可用它的伏安特性曲线来描述。将特性曲线理想化，用折线来表示，可画成如图1。当二极管所加正向电压V\(_{F}\)≥0.7伏时（锗管≥0.3伏），正向电流剧增，二极管正向导通，其正向电阻RF=\(\frac{ΔV}{_{F}}\)ΔIF很小，约数十到数百欧姆；当二极管所加反向电压V\(_{r}\)小于击穿电压Vrm时，二极管只有很小的反向饱和电流，二极管截止，其反向电阻R\(_{r}\)＝ΔVr;ΔI\(_{r}\)很大（也可等效看作绝缘电阻），硅管约10兆欧以上，锗管也有几百千欧至几兆欧。由此可见，二极管只能说是比较理想的开关。
二极管从截止到导通或由导通到截止都需要时间（图2），前者叫开通时间，后者叫反向恢复时间，两者之和称开关时间。手册上一般只列出反向恢复时间，例如2CK型硅开关二极管只有几毫微秒、2AK型锗开关二极管有几百毫微秒，开通时间比反向恢复时间还要小得多。
影响二极管开关时间的因素很多，其中比较主要的是PN结附近载流子的存贮效应。当二极管加正向电压时，除了形成正向电流外，从P区进入N区的空穴，有部分并不立刻与N区中的电子复合而存贮起来；N区进入P区的电子也一样。这些存贮起来的载流子，越靠近PN结越密集，因而当二极管加上反向电压时，存贮起来的空穴和电子各自被驱散到P区和N区，形成反向电流，到完全截止状态就需要一段时间。为了加快载流子的复合，减少存贮的载流子，往往在半导体中掺入少许杂质，如金元素；或者将管子结面积做小些。当然也可适当提高所加反向电压，加快对存贮载流子的驱散速度，从而提高开关速度。
PN结电容亦会影响到开关时间，因为当外加电压正反向变化时，它好像电容充放电一样，使开关速度降低。结电容越大，开关时间越长。
所以，开关二极管除了必须满足一般二极管的要求外，还必须有更小的正向电阻、更大的反向电阻和较高的开关速度。这就需要在工艺、结构上采取专门的措施，因而在成本、价格上自然会比一般二极管稍高些。
开关二极管的应用
开关二极管由于寿命长、可靠性高、开关速度高且体积小、易于程序控制，被广泛应用于自动控制设备、电子测量仪器和一些家用电器的开关电路中。这里仅就其几个主要应用方面作些简介。
削波器 脉冲电路中常用开关二极管接成削波器，根据需要将输入信号波形的一部分削掉，使输出信号幅度限制在一定范围内。根据二极管在电路中接法的不同，可分成串联削波器和并联削波器。
（1）串联削波器：如图3a，二极管D与负载R\(_{L}\)串联。同半波整流一样，只有正半周输入二极管才导通、有输出，负半周被削掉；若将二极管反接，则负半周有输出，正半周被削掉。
当要求输出一定波形时，可给二极管按要求先加上一定电压E，如图3b。显然，只有输入电压V\(_{S}\)＞E，二级管才导通、有输出，而VS低于E的部分都被削掉。图4为所加电压E和二极管D以不同方式联接的限幅削波情况。
（2）并联削波器：如图5a，二极管D与负载R\(_{L}\)并联，图中R为削波电阻，电路要求RL》R》R\(_{F}\)（RF为二极管正向电阻）。当输入V\(_{S}\)正半周时，二极管D截止，VS被R与R\(_{L}\)分压，由于RL》R，故输出电压V\(_{L}\)=RLR\(_{L}\)+RVS≈V\(_{S}\)；当VS负半周时，D导通，V\(_{S}\)被R与RF分压，由于R》R\(_{F}\)，VL＝R\(_{F}\);R+RFV\(_{S}\)≈0，即负半周被削掉。若图中二极管D反接，则正半周被削掉，负半周有输出。
同样，当要求输出一定波形时，亦可按要求先给二极管加一定电压E，如图5b。显然，只有V\(_{S}\)＞E，才有输出，而小于E的部分都被削掉。图6为所加电压和二极管D以不同方式联接时的削波情况。不难理解，当并联削波器接成图7a电路时，就可进行双向削波，其波形如图7b。
根据以上分析，我们可归纳出削波器的几个主要用途：①输入电压极性选择。在自动控制电路中常常需要选择输入电压极性进行控制，利用图3、5原理可以很方便地选出正、负极性输入电压。②波形变换。利用图7原理，可将正弦波变成方波，这种波形变换的优点是不会引起频率变化。当然，这样得到的方波，边缘不会很陡。③幅度选择。利用上述各种电路，可以很方便地从一系列幅度不等的输入信号中，选出某一幅值的信号，如图8。
二极管门电路 在数字电路系统中，如电子计算机、数字通信和数字仪表中，广泛应用“门电路”，所谓“门”就是开关，它能根据一定条件控制信号的通、断。基本门电路“与”门和“或”门都可以用开关二极管组成。
（1）“与”门：如图9a，有A、B、C三个输入端，一个输出端P。当A、B、C均输入低电位0伏时，三个二极管均正向导通，由于管压降很小（硅管约0.7伏、锗管约0.3伏），输出端P的电压V\(_{P}\)≈0伏，即P点电位由于二极管导通而被定位到0伏，好像电位被箝住了一样，这就是二极管的箝位作用。只要A、B、C中有一个输入低电位0伏，P点就会被该二极管首先箝位到0伏，而其它两个二极管就处于反向接法，因而不导通。只有输入端都是高电位（5V）时，三个二极管均正向导通，输出端P点才被箝在高电位（5V）。这就是所谓“与”逻辑关系。日常生活中也会遇到这种逻辑关系，例如图9b，三个开关串接，只有三个开关都合上才有输出，而只要有一个断开，就没有输出，这时其它开关断开与否已对输出没有影响。“与”门亦可有更多个输入端。“与”门的逻辑符号如图9c。
（2）或门：如图10a，其逻辑关系也很简单，当A、B、C输入端都是低电位0伏时，二极管均正向导通，P点被箝位到V\(_{P}\)≈0伏；当A、B、C都是高电位5伏时，VP≈5伏；只要有一个输入端为高电位，P点就被该二极管首先箝位到5伏。这种“或”逻辑关系很像图10b开关电路，只要有一个开关合上，P点就会有输出，而其它开关合上与否已对输出没有影响。只有三个开关都断开时，P点才无输出。“或”门的输入端亦可有很多个。“或”门的逻辑符号如图10c。
上述分析过程中，我们都忽略了二极管正向压降，而实际应用中是不能忽略的，因而要求组成门电路的开关二极管正向压降越小越好，从这个角度看，锗管比硅管好；但锗管的反向电流比硅管大百倍，从而影响到工作稳定性，因而从要求反向电流小着眼，硅管又比锗管好。要根据具体使用场合，合理选用。（金国钧编译）