В общем случае диод (на электрических схемах обозначается в соответствии с ГОСТ 2.730-77 в виде рис.2.10) можно представить эквивалентной схемой (рис.2.11), (которая исследуется в режиме малого синусоидального напряжения), где Lд и Ск – индуктивность выводов диода и емкость корпуса. Сп, rп – нелинейные емкость и сопротивление р-п- перехода, rб – сопротивление растекания диода или сопротивления базы. Индуктивность выводов Lд= (1 - 20) нГ, поэтому ее учитывают на частотах выше 100 МГц (когда 
Lд становится соизмеримым с прямым сопротивлением диода). Емкость Ск обычно меньше 0,3 - 0,5 пФ.
Для малого сигнала на низких частотах rп = Rдиф - rб, где Rдиф = dU/dI - дифференциальное сопротивление диода в любой точке ВАХ определяемое выражением
.
Рис.2.10 Рис.2.11 Рис.2.12
Емкость Сп при прямом смещении диода состоит из барьерной емкости Сб и диффузионной Сд: Сп = Сб+Сд. Барьерная емкость Сб – это емкость конденсатора, обкладки которого разделены запорным слоем и отражает перераспределение зарядов в р-п- переходе (на рис.2.12 приведены зависимости барьерной емкости ступенчатого (а) и плавного (б) переходов от обратного напряжения).
Т.к. ширина запорного слоя изменяется с изменением обратного напряжения на диоде (67), барьерная емкость уменьшается с ростом обратного напряжения по закону
, (79)
где С(0) – емкость диода при U = 0, jк - контактная разность потенциалов,
n = 
(см.рис.2.12)
Если принять распределение зарядов в переходе ступенчатым типа п+-р, тогда протяженность заряда в базе – р, можно считать равной всей ширине перехода 
. При этом модуль этого заряда ½Q½ равен 
, где N - концентрация примеси в базе; S – площадь перехода. Такой же (но положительный) заряд будет в эмиттерном n+- слое.
Если представить эти заряды расположенными на обкладках «конденсатора», то его емкость определится как Q/U. Учитывая, что заряд обусловлен не только внешним напряжением U, но и равновесной высотой барьера 
следует заряд делить на 
.
На практике чаще пользуются дифференциальной барьерной емкостью, которую получим, дифференцируя заряд 
по напряжению 
. Тогда с учетом (67) получаем удельную (на единицу площади) барьерную емкость - 
.
Полученное выражение достаточно точно при обратных напряжениях, поэтому пользуются модулем обратного напряжения 
, тогда
, (80)
последнее выражение при 
упрощается 
и для Si (
) дает Сб0 » 3×10-16(N/½U½)0,5.
(При N = 1016 см-3, ½U½» 4 В имеем Сб0 » 1,5 10-8 Ф/см2 = 150 пФ/мм2 и при S » 10-2 мм2 Сб0 » 1,5 пФ).
Выражение для барьерной емкости плавного перехода получится аналогично вышеописанному, если учесть формулу
вместо (67) 
.
Диффузионная емкость Сд отражает перераспределение зарядов в базе диода и может быть определена как отношение изменения величины инжектированного заряда к изменению напряжения на р-п- переходе
,
где I – прямой ток через переход, 
- время жизни инжектированных неосновных носителей.
График зависимости Сп = f(U) имеет вид рис.2.12. Разделение Сп на Сд и Сб в общем условное, но оно удобно на практике, поскольку при прямом напряжении главную роль играют избыточные заряды в базе и соответственно – Сдиф, а при обратном – избыточные заряды в базе малы и главную роль играет – Сбар.
Отметим также, что обе емкости нелинейны: Сдиф зависит от прямого тока, а Сбар – от обратного напряжения.
Несмотря на то, что диффузионная емкость хорошо управляется напряжением, на практике она не используется из-за низкой добротности и сильной зависимости от температуры. Барьерная емкость при U<0 используется в варикапах (или параметрических диодах).