细数二极管常用的8个用途

摘要 ：二极管是非常常用的基础元器件，本文主要聊一聊其在电路设计中的应用，我大概总结了二极管的如下作用防反、整流、稳压、续流、检波、倍压、钳位、包络线检测。

1、防反作用

在主回路中，串联一个二极管，是利用二极管的单向导电的特性，实现了最简单可靠的低成本防反接功能电路。这种低成本方案一般在小电流的场合，类似小玩具等。因为二极管导通会有一个0.7V（硅管）的导通压降，如果实际电流很大的话，那么就会产生一个热损耗，会导致发热。而且如果反接的电压很大的话，超过反向截止电压，也会击穿二极管本身，导致二极管失效，起不到防反接的功能，从而不能起到保护后级电路的作用了。

2、整流作用

整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压，习惯上称单向脉动性直流电压。

3、稳压作用

具备稳压作用的二极管叫做稳压二极管，英文名称Zener diode，又叫齐纳二极管。利用PN结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变，其基本电路结构如下图所示。

4、续流作用

续流二极管都是并联在线圈（感性元器件）的两端，线圈在通过电流时，会在其两端产生感应电动势。当电流消失时，其感应电动势会对电路中的原件产生反向电压。当反向电压高于原件的反向击穿电压时，会把原件如三极管，等造成损坏。续流二极管并联在线 两端，当流过线圈中的电流消失时，线圈产生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而消耗掉。丛而保护了电路中的其它原件的安全。常见的电路结构如下。

又或者BUCK芯片电路中的续流二极管

5、检波作用

峰值检波电路是对输入信号幅值的最大值进行检测，其工作原理是：当输入电压幅度大于二极管正向电压时，二极管导通，输出电压加在电容C1上，电容两端充电完毕，当输入电压幅值低于先前输入电压幅值时，二极管处于反偏截止状态，此时，电容两端的电压基本保持不变；若再输入信号，输入电压幅度必须高于此时电容两端的电压（即加在二极管的正向电压），二极管才能导通。

6、倍压作用

下图是一个2倍压电路原理图，其工作过程大概分析如下：

电源负半周时，二极管D1导通，D2截止，电流从电源下端流出经过D1, C1回到电源，因此电容C1右正左负，如下图中红色箭头。电源正半周时，电容C1上的电压叠加电源电压，使二极管D2导通，二极管D1截止，电容C2上正下负，峰值电压可达2倍电源的峰值电压，即实现二倍压，该半周期时电流走向如下图中桔色箭头所示。

7、ADC检测口电压钳位作用

在一些ADC检测电路中会用两个二极管进行钳位保护，原理很简单，0.7V为D1和D2的导通压降，Vin进来的电压大于等于3.3V+0.7V时，D35导通，Vout会被钳位在4V；Vin小于等于-0.7V时，Vout被钳位在-0.7V左右。

8、包络线检测作用

电路结构如下所示，设计要点是RC的时间常数需远大于载频的周期，又要远小于调制信号的周期。

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二极管的4个典型应用电路，一看就懂

二极管单相半波整流电路

变压器的二次绕组与负载相接，中间串联一个整流二极管，就是半波整流。利用二极管的单向导电性，只有半个周期内有电流流过负载，另半个周期被二极管所阻断，没有电流。这种电路只适用于小电流整流电路。因为变压器中有直流分量流过，降低了变压器的效率;整流电流的脉动成分太大，对滤波电路的要求高。

图8-8所示为单相半波整流电路图，图中T为电源变压器，它将高电压转变为整流电路所需的低电压;RL是电性负载;VD是整流二极管，它利用二极管的单向导电性进行整流。

图8-8　单相半波整流电路

输入整流电路的交流电压来自于电源变压器的二次绕组输出端，在分析整流原理时应该将交流电压分成正负半个周期两种情况。电路中电流由上而下流过负载，输出电压为单向脉动直流电压，它有正负极之分，在负载上为上正下负。由输出电压的极性和电压电流可知，负载所得的半波整流电压虽然方向不变，但是大小总是随着时间在变化，输出电压为一个周期内电压的平均值。

单相半波整流电路广泛应用于电工电子技术中，是由于此电路采用的电子元器件较少，构成的电路简单、成本低，但是变压器的一半时间未被利用，所以效率较低，它只适合对脉动要求不高的地方。在选用二极管时，应该考虑电流的最高反向工作电压和最大整流电流。

二极管稳压电路

二极管稳压电路的作用就是稳定工作电压，电子电路中一般主要采用直流稳压电路。

图8-9所示为二极管直流稳压电路。电路中R1是限流电阻，用于限制电路中的电流大小。

电路中直流电压通过电阻R1，加到三个串联的二极管上，给三个二极管加上正向的偏置电压，由于直流工作电压比较高，所以三个二极管处于导通状态，三个串联的二极管管压降之和基本不变。当直流工作电压大小变化的时候，电路中稳压二极管起到使压降不变的作用。

R1的作用是限制电流，防止流过二极管的电流过大而烧坏二极管。再者，当直流电压波动时，电压的波动量主要在R1上，使电路中电压比较稳定，基本保持不变。

二极管保护电路

图8-10所示为继电器驱动电路中的二极管保护电路和继电器等效电路，电路中J为继电器，VD是保护用二极管，VT是驱动管，R和C是构成继电器内部开关触点的消火花电路。

图8-9　二极管直流稳压电路

图8-10　二极管保护电路及其等效电路

在正常情况下，直流电压V加到VD的负极，VD处于截止状态，VD内阻大，所以二极管在电路中不起作用，也不影响电路的正常工作。在电路断电的瞬间，继电器两端产生下正上负、幅度很大的反向电动势，这一反向电动势正极加在二极管的正极上，负极加在二极管的负极上，使二极管正向导通，反向电动势产生的电流通过内阻很小的二极管构成回路。二极管导通后的管压降很小，这样继电器两端的反向电动势幅度被大大减小，以此达到保护驱动管的作用。

发光二极管应用电路

生活中经常见到的电子屏幕可以显示数字或者文字，而且会有不同的颜色，这些不同颜色的字是用发光颜色不同的二极管组合而成的电路。

图8-11所示为单管驱动的红外发光二极管电路，电路中VL为发光二极管，VT是发光二极管的驱动管，电阻R2起到限流保护作用。当输入脉冲时，通过电阻R1加到驱动管的基极上，使驱动管处于导通的状态，然后电流由基极流过红外发光二极管，使得二极管发光。当输入脉冲为“0”时，驱动管的基极没有电压，驱动管处于截止状态，红外发光二极管中没有电流，二极管不发光。

图8-11　单管驱动红外发光二极管电路

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