二極管的應(yīng)用電路介紹

二極管是最早誕生的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用非常廣泛。特別是在各種電子電路中，利用二極管和電阻、電容、電感等元器件進(jìn)行合理的連接，構(gòu)成不同功能的電路，可以實現(xiàn)對交流電整流、對調(diào)制信號檢波、限幅和鉗位以及對電源電壓的穩(wěn)壓等多種功能。下面將介紹幾種二極管的應(yīng)用電路：

　　1.簡易直流穩(wěn)壓電路

　　二極管簡易穩(wěn)壓電路主要用于一些局部的直流電壓供給電路中，主要利用二極管的管壓降基本不變特性。由于電路簡單，成本低，所以應(yīng)用比較廣泛。

　　二極管導(dǎo)通后其管壓降基本不變，對硅二極管而言這一管壓降是0.6V左右，對鍺二極管而言是0.2V左右。如圖所示是由普通3只二極管構(gòu)成的簡易直流穩(wěn)壓電路。電路中的VD1、VD2和VD3是普通二極管，它們串聯(lián)起來后構(gòu)成一個簡易直流電壓穩(wěn)壓電路。

　　圖：3只普通二極管構(gòu)成的簡易直流穩(wěn)壓電路

　　2.溫度補(bǔ)償電路

　　眾所周知，PN結(jié)導(dǎo)通后有一個約為0.6V(指硅材料PN結(jié))的壓降，同時PN結(jié)還有一個與溫度相關(guān)的特性：PN結(jié)導(dǎo)通后的壓降基本不變，但不是不變，PN結(jié)兩端的壓降隨溫度升高而略有下降，溫度愈高其下降的量愈多，當(dāng)然PN結(jié)兩端電壓下降量的絕對值對于0.6V而言相當(dāng)小，利用這一特性可以構(gòu)成溫度補(bǔ)償電路。如圖所示是利用二極管溫度特性構(gòu)成的溫度補(bǔ)償電路。

　　圖：二極管溫度補(bǔ)償電路

　　3. 控制電路

　　二極管導(dǎo)通之后，它的正向電阻大小隨電流大小變化而有微小改變，正向電流愈大，正向電阻愈小;反之則大。利用二極管正向電流與正向電阻之間的特性，可以構(gòu)成一些自動控制電路。如圖所示是一種由二極管構(gòu)成的自動控制電路，又稱ALC電路(自動電平控制電路)，它在磁性錄音設(shè)備中(如卡座)的錄音電路中經(jīng)常應(yīng)用。

　　圖：二極管構(gòu)成的自動控制電路

　　4.限幅電路

　　二極管最基本的工作狀態(tài)是導(dǎo)通和截止兩種，利用這一特性可以構(gòu)成限幅電路。所謂限幅電路就是限制電路中某一點的信號幅度大小，讓信號幅度大到一定程度時，不讓信號的幅度再增大，當(dāng)信號的幅度沒有達(dá)到限制的幅度時，限幅電路不工作，具有這種功能的電路稱為限幅電路，利用二極管來完成這一功能的電路稱為二極管限幅電路。

　　如圖所示是二極管限幅電路。在電路中，A1是集成電路(一種常用元器件)，VT1和VT2是三極管(一種常用元器件)，R1和R2是電阻器，VD1～VD6是二極管。

　　圖：二極管限幅電路

　　5.開關(guān)電路

　　開關(guān)電路是一種常用的功能電路，例如家庭中的照明電路中的開關(guān)，各種民用電器中的電源開關(guān)等。在開關(guān)電路中有兩大類的開關(guān)：一種是機(jī)械式的開關(guān)，采用機(jī)械式的開關(guān)件作為開關(guān)電路中的元器件;另一種是電子開關(guān)，就是不用機(jī)械式的開關(guān)件，而是采用二極管、三極管這類器件構(gòu)成開關(guān)電路。

　　開關(guān)二極管同普通的二極管一樣，也是一個PN結(jié)的結(jié)構(gòu)，不同之處是要求這種二極管的開關(guān)特性要好。當(dāng)給開關(guān)二極管加上正向電壓時，二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于開關(guān)的通態(tài);當(dāng)給開關(guān)二極管加上反向電壓時，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，相當(dāng)于開關(guān)的斷態(tài)。二極管的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)完成開與關(guān)功能。開關(guān)二極管就是利用這種特性，且通過制造工藝，開關(guān)特性更好，即開關(guān)速度更快，PN結(jié)的結(jié)電容更小，導(dǎo)通時的內(nèi)阻更小，截止時的電阻很大。二極管構(gòu)成的電子開關(guān)電路形式多種多樣，如圖所示是一種常見的二極管開關(guān)電路。

圖：二極管開關(guān)電路

　　6.檢波電路

　　如圖所示是二極管檢波電路。電路中的VD1是檢波二極管，C1是高頻濾波電容，R1是檢波電路的負(fù)載電阻，C2是耦合電容。

　　圖：二極管檢波電路

　　檢波電路主要由檢波二極管VD1構(gòu)成。在檢波電路中，調(diào)幅信號加到檢波二極管的正極，這時的檢波二極管工作原理與整流電路中的整流二極管工作原理基本一樣，利用信號的幅度使檢波二極管導(dǎo)通，如圖9-49所示是調(diào)幅波形展開后的示意圖。

　　圖：調(diào)幅波形時間軸展開示意圖

　　從展開后的調(diào)幅信號波形中可以看出，它是一個交流信號，只是信號的幅度在變化。這一信號加到檢波二極管正極，正半周信號使二極管導(dǎo)通，負(fù)半周信號使二極管截止，這樣相當(dāng)于整流電路工作一樣，在檢波二極管負(fù)載電阻R1上得到正半周信號的包絡(luò)，即信號的虛線部分，見圖中檢波電路輸出信號波形(不加高頻濾波電容時的輸出信號波形)。

　　檢波電路輸出信號由音頻信號、直流成分和高頻載波信號三種信號成分組成，詳細(xì)的電路分析需要根據(jù)三種信號情況進(jìn)行展開。這三種信號中，最重要的是音頻信號處理電路的分析和工作原理的理解。

　　7.保護(hù)電路

　　繼電器內(nèi)部具有線圈的結(jié)構(gòu)，所以它在斷電時會產(chǎn)生電壓很大的反向電動勢，會擊穿繼電器的驅(qū)動三極管，為此要在繼電器驅(qū)動電路中設(shè)置二極管保護(hù)電路，以保護(hù)繼電器驅(qū)動管。如圖所示是繼電器驅(qū)動電路中的二極管保護(hù)電路，電路中的J1是繼電器，VD1是驅(qū)動管VT1的保護(hù)二極管，R1和C1構(gòu)成繼電器內(nèi)部開關(guān)觸點的消火花電路。

　　圖：二極管保護(hù)電路

　　本文總結(jié)了二極管的七種應(yīng)用電路，二極管除單向?qū)щ娞匦酝猓€有許多特性，很多的電路中并不是利用單向?qū)щ娞匦跃湍芊治龆O管所構(gòu)成電路的工作原理，而需要掌握二極管更多的特性才能正確分析這些電路。

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