電路設(shè)計(jì)中二極管如何應(yīng)用

摘要 ：二極管是非常常用的基礎(chǔ)元器件，本文主要聊一聊其在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，大概總結(jié)了二極管的如下作用防反、整流、穩(wěn)壓、續(xù)流、檢波、倍壓、鉗位、包絡(luò)線檢測。

1、防反作用

在主回路中，串聯(lián)一個二極管，是利用二極管的單向?qū)щ姷奶匦裕瑢?shí)現(xiàn)了最簡單可靠的低成本防反接功能電路。這種低成本方案一般在小電流的場合，類似小玩具等。

因?yàn)槎O管導(dǎo)通會有一個0.7V（硅管）的導(dǎo)通壓降，如果實(shí)際電流很大的話，那么就會產(chǎn)生一個熱損耗，會導(dǎo)致發(fā)熱。

而且如果反接的電壓很大的話，超過反向截止電壓，也會擊穿二極管本身，導(dǎo)致二極管失效，起不到防反接的功能，從而不能起到保護(hù)后級電路的作用了。

2、整流作用

整流電路的作用，是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動性直流電，這就是交流電的整流過程，整流電路主要由整流二極管組成。

經(jīng)過整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓，習(xí)慣上稱單向脈動性直流電壓。

3、穩(wěn)壓作用

具備穩(wěn)壓作用的二極管叫做穩(wěn)壓二極管，英文名稱Zener diode，又叫齊納二極管。利用PN結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變，其基本電路結(jié)構(gòu)如下圖所示。

4、續(xù)流作用

續(xù)流二極管都是并聯(lián)在線圈兩端，當(dāng)線圈通過電流時，會在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)電流消失時，其感應(yīng)電動勢會對電路中的原件產(chǎn)生反向電壓。

當(dāng)反向電壓高于原件的反向擊穿電壓時，會把元器件如三極管等造成損壞。續(xù)流二極管并聯(lián)在線兩端，當(dāng)流過線圈中的電流消失時，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢通過二極管和線圈構(gòu)成的回路做功而消耗掉。從而保護(hù)了電路中的其它元件的安全。常見的電路結(jié)構(gòu)如下。

又或者BUCK芯片電路中的續(xù)流二極管。

5、檢波作用

峰值檢波電路是對輸入信號幅值的最大值進(jìn)行檢測，其工作原理是：當(dāng)輸入電壓幅度大于二極管正向電壓時，二極管導(dǎo)通，輸出電壓加在電容C1上，電容兩端充電完畢，當(dāng)輸入電壓幅值低于先前輸入電壓幅值時，二極管處于反偏截止?fàn)顟B(tài)。

此時，電容兩端的電壓基本保持不變；若再輸入信號，輸入電壓幅度必須高于此時電容兩端的電壓，即加在二極管的正向電壓，二極管才能導(dǎo)通。

6、倍壓作用

下圖是一個2倍壓電路原理圖，其工作過程大概分析如下：

電源負(fù)半周時，二極管D1導(dǎo)通D2截止，電流從電源下端流出經(jīng)過D1C1回到電源，因此電容C1右正左負(fù)，如下圖中紅色箭頭。

電源正半周時，電容C1上的電壓疊加電源電壓，使二極管D2導(dǎo)通，二極管D1截止，電容C2上正下負(fù)，峰值電壓可達(dá)2倍電源的峰值電壓，即實(shí)現(xiàn)二倍壓，該半周期時電流走向如下圖中桔色箭頭所示。

7、ADC檢測口電壓鉗位作用

在一些ADC檢測電路中會用兩個二極管進(jìn)行鉗位保護(hù)，原理很簡單，0.7V為D1和D2的導(dǎo)通壓降，Vin進(jìn)來的電壓大于等于3.3V+0.7V時，D35導(dǎo)通，Vout會被鉗位在4V；Vin小于等于-0.7V時，Vout被鉗位在-0.7V左右。

8、包絡(luò)線檢測作用

電路結(jié)構(gòu)如下所示，設(shè)計(jì)要點(diǎn)是RC的時間常數(shù)需遠(yuǎn)大于載頻的周期，又要遠(yuǎn)小于調(diào)制信號的周期。

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