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电力二极管虽然是不可控器件，但因其结构和原理简单，且工作可靠，所以直到现在仍然大量应用于许多电气设备中。通过后面对电力电子电路的学习还会了解到，在采用全控型器件的电路中，电力二极管往往也是不可缺少的，特别是导通和关断速度很快的快恢复二极管和肖特基二极管，在中高频整流和逆变装置中具有不可替代的地位。
电力二极管的基本结构和原理与信息电子电路中的二极管一样，都是具有一个PN结的双端器件，所不同的是电力二极管的PN结面积较大。
电力二极管的外形、结构和电气符号如图2-1所示。从外部结构看，电力二极管可分成管芯和散热器两部分。这是因为管子工作时要通过大电流，而PN结有一定的正向电阻，因此管芯会因损耗而发热。为了冷却管芯，还需装配散热器。一般200A以下的电力二极管采用螺栓式，200A以上则采用平板式。
图2-1 电力二极管的外形、结构和电气符号
1.静态特性
电力二极管的静态特性主要是指其伏安特性，如图2-2所示。当电力二极管承受的正向电压大到某一值（门槛电压 U TO ）时，正向电流开始明显增大，处于稳定导通状态，此时与正向电流 I F 对应的二极管压降 U F ，称为其正向电压降。当电力二极管承受反向电压时，只有微小的反向漏电流。
2.动态特性
因结电容的存在，电力二极管在零偏置（外加电压为零）、正向偏置和反向偏置这三个状态之间转换时，必然经过一个过渡过程。在这些过渡过程中，PN结的一些区域需要一定时间来调整其带电状态，因而其电压-电流特性不能用前面的伏安特性来描述，而是随时间变化的，此种随时间变化的特性称为电力二极管的动态特性。并且往往专指反映通态和断态之间转换过程的开关特性。这个概念虽然由电力二极管引出，但可以推广至其他各种电力电子器件。
图2-2 电力二极管的伏安特性
电力二极管的动态特性如图2-3所示。其中，图2-3a给出了电力二极管由正向偏置到反向偏置转换的波形。当原处于正向导通的电力二极管的外加电压突然变为反向时，电力二极管不能立即关断，而是需经过一个反向恢复时间才能进入截止状态，并且在关断之前有较大的反向电流和反向电压过冲出现。图2-3a中 t F 为外加电压突变（由正向变为反向）的时刻，正向电流在此反向电压作用下开始下降，下降速率由反向电压大小和电路中的电感决定，而管压降由于电导调制效应基本变化不大，直至正向电流降为零的时刻 t 0 。此时电力二极管由于在PN结两侧（特别是多掺杂N区）储存有大量少子的缘故而并没有恢复反向阻断能力，这些少子在外加反向电压的作用下被抽取出电力二极管，因而流过较大的反向电流。当空间电荷区附近的储存少子即将被抽尽时，管压降变为负极性，于是开始抽取离空间电荷区较远的浓度较低的少子。所以在管压降极性改变后不久的 t 1 时刻，反向电流从其最大值 I RP 开始下降，空间电荷区开始迅速展宽，电力二极管开始重新恢复对反向电压的阻断能力。在 t 1 时刻以后，由于反向电流迅速下降，在外电路电感的作用下会在电力二极管两端产生比外加反向电压大得多的反向电压过冲 U RP 。在电流变化率接近于零的 t 2 时刻（有的标准定为电流降至25% I RP 的时刻），电力二极管两端承受的反向电压才降至外加电压的大小，电力二极管完全恢复对反向电压的阻断能力。时间 t d = t 1 -t 0 被称为延迟时间， t f = t 2 -t 1 被称为电流下降时间，而时间 t rr = t d + t f 则被称为电力二极管的反向恢复时间。
图2-3b给出了电力二极管由零偏置转为正向偏置时的波形。由此波形图可知，在这一动态过程中，电力二极管的正向压降也会出现一个过冲 U FP ，然后逐渐趋于稳态压降值。这一动态过程的时间称为正向恢复时间 t fr 。
图2-3 电力二极管的动态过程波形
1.正向平均电流 I F
I F 指在规定的环境温度和标准散热条件下，器件结温不超过额定温度且稳定时，允许长时间连续流过工频正弦半波电流的平均值。在此电流下，因管子的正向压降引起的损耗造成的结温升高不会超过所允许的最高工作结温，这也是标称其额定电流的参数。在使用时应按照工作中实际电流波形与电力二极管所允许的最大工频正弦半波电流在流过电力二极管时所造成的发热效应相等，即两个波形的有效值相等的原则来选取电力二极管的额定电流，并应留有一定的安全裕量。如果某电力二极管正向平均电流为 I F ，则对应额定电流 I F 的有效值为1.57 I F 。
应该注意的是，当工作频率较高时，开关损耗往往不能忽略。在选择电力二极管正向电流额定值时，应加以考虑。
2.正向压降 U F
U F 指电力二极管在规定温度和散热条件下，流过某一指定的正向稳态电流时，所对应正向压降。导通状态时，器件发热与损耗和 U F 有关，一般应选取管压降小的器件，以降低通态损耗。
3.反向重复峰值电压 U RRM
U RRM 指电力二极管在指定温度下，所能重复施加的反向最高峰值电压，通常是反向击穿电压 U B 的2/3。使用时，一般按照电路中电力二极管可能承受的反向最高峰值电压的两倍来选择此项参数。
4.反向平均漏电流 I RR
I RR 是对应于反向重复峰值电压 U RRM 下的平均漏电流，也称为反向重复平均电流。
5.浪涌电流 I FSM
I FSM 指电力二极管所能承受的最大的连续一个或几个工频周期的过电流。
另外，还有最高结温、反向恢复时间等参数。
电力二极管可以在AC-DC变换电路中作为整流器件，也可以在电感元件的电能需要适当释放的电路中作为续流器件，还可在各种变流电路中作为电压隔离、钳位或保护器件。下面介绍几种常用的电力二极管。
1.普通二极管
普通二极管又称为整流二极管，多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路中。其反向恢复时间较长，一般在5μs以上，但其正向电流和反向电压的额定值很高，可达到数千安和数千伏。
2.快速恢复二极管
快速恢复二极管（Fast Recovery Diode，FRD）是指恢复过程时间很短，特别是反向恢复过程很短，一般在5μs以下的二极管，简称快速二极管。特别是快速恢复外延二极管（Fast Recovery Epitaxial Diode，FRED），其反向恢复时间更短，可低于50ns，正向压降也很低（0.9V左右）。快恢复二极管从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则在100ns以下，甚至可以达到20～30ns。
3.肖特基二极管
以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管称为肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode，SBD），简称为肖特基二极管。肖特基二极管在信息电子电路中早就得到了应用，但直到20世纪80年代以来，由于工艺的发展才得以在电力电子电路中广泛应用。与以PN结为基础的电力二极管相比，肖特基二极管的优点在于：反向恢复时间很短（10～40ns），正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲；在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小，明显低于快速二极管。因此，其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小，效率更高。肖特基二极管的缺点在于：当所能承受的反向耐压提高时，其正向压降也会高到无法满足要求，因此多用于200V以下的低电压场合；反向漏电流较大且对温度敏感，因此反向稳态损耗不能忽略，而且必须更严格地限制其工作温度。