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电子电路学习笔记(8)——二极管的作用

一、整流

这是电路中的全波整流电路VD1和VD2为整流二极管,整流电路由整流二极管组成,将交流电压转换为单向脉动的直流电压。

采用二极管单向导电性,可将方向交替变化的交流电转化为单向脉冲直流电。

二、稳压

2. 普通二极管直流稳压电路

电路中的VD1、VD2和VD三是普通二极管,串联后形成简单的直流电压稳压电路。在直流工作电压的正偏置下导通,导通后对该电路的作用稳定A点的直流电压。

  1. 根据串联电路的特点,如果三个二极管同时导通,如果截止日期同时结束。对于常用的硅二极管,三个二极管导通后,每个二极管的压降为0.6V,那么3只串联之后的直流电压降是0.6×3=1.8V。
  2. 从电路中也可以看出,由于交流信号电压没有添加到三个二极管中VD在正极即电路中A点与地之间有大容量电容C1,将A点的任何交流电压都会路到地端。

2.2 工作原理

二极管的伏安特性曲线如下图所示,当二极管两端施加正向电压大于死区电压时,二极管才导通,硅材料二极管0.6V锗材料二极管0左右.2V左右。电流变化很大,电压变化很小;二极管电流小于死区电压或反向电压小于击穿电压时,几乎为零,相当于截止状态。

在普通二极管简易稳压电路中,二极管导通后的压降基本不变。

2.3 故障检测方法

检测该电路中三个二极管最有效的方法是测量二极管上的直流电压,如图9-41所示。如果测量直流电压为1.8V如果直流电压测量结果为0,则表明三个二极管工作正常;V,测量DC工作电压 V电阻是否正常R1是否开路与3根二极管无关,因为3根二极管同时击穿的可能性较小;如果直流电压测量大于1.8V,检查三个二极管中的一个开路故障。

三、开关

电路中VD一是开关二极管,其功能相当于开关,用于连接和断开电容C2的。

二极管在正电压作用下电阻小,处于导通状态,相当于开关;在反向电压作用下,电阻大,处于截止状态,就像断开的开关一样。利用二极管的开关特性,可以形成各种逻辑电路。

四、温度补偿

4.1 二极管温度补偿偏置电路

这是一种特殊的分压偏置电路,二极管VD1用于温度补偿,使三极管VT工作更稳定,受温度影响更小。

VT1是NPN基极直流电压高的三极管,基极电流大;相反,它很小。

三极管VT在放大状态下工作时,由偏置电路完成,应给其一定的直流偏置电压。电路中的R1、VD1和R2构成分压偏置电路,是三极管VT基极提供直流工作电压,决定了基极电压的大小VT基极电流的大小。

4.2 工作原理

  1. VT1.构成放大器电路,要求放大器具有良好的工作稳定性。其中之一是三极管的静态电流在温度变化时无法改变,即VT1基极电流不能随温度变化而变化,否则工作稳定性不好。了解放大器的温度特性VD温度补偿电路的工作原理非常重要。

  2. 三极管VT1与温度有关的不良特性,即当温度升高时,三极管VT基极电流会增加,温度越高,基极电流越大,反之亦然,显然三极管VT1.温度稳定性差。由此可见,三极管温度特性导致放大器温度稳定性差。

  3. 可以正确解释二极管的压降温度特性VD在电路中的作用。假设温度升高,根据三极管的特性,VT1的基极电流会增加。当温度升高时,二极管VD1.管道压降会下降,VD导致管道压降下降VT1基极电压下降,导致基极电压下降VT1基极电流下降。根据以上分析,加入二极管VD1后,原来的温度升高VT1基极电流增大的,现在通过VD1电路可以使VT1.降低基极电流,稳定三极管VT基极电流的作用。当温度下降时,其管道压降略有升高,使其VT1基极直流工作电压升高,结果VT基极电流增大,所以VD1能起到温度补偿的作用。

二极管温度补偿偏置电路主要采用二极管压降温度特性。

4.3 故障检测方法

电路中的二极管VD1故障检测方法比较简单,可以用万用表欧姆档在路上测量VD1正向和反向电阻大小的方法。

当VD1开路故障时,三极管VT1基极直流偏置电压大幅上升,导致基极直流偏置电压大幅上升VT1管饱和,VT1可能发烧,严重烧坏VT1。如果VD1.击穿故障会导致击穿故障VT管基极直流偏置电压下降.6V,三极管VT直流工作电流减小,VT管道放大能力降低或进入截止状态。

五、保护电路

道路二极管VDC用于保护驱动三级管VT1.这种保护电路广泛应用于继电器驱动和电磁铁吸铁电路中。

六、调节稳压值

如果稳压二极管的稳压值不能满足使用要求,可以用普通二极管调节电路中的稳压值VD二是稳压二极管,VD一是普通二极管,VD可增加直流电压0.6V。

七、限幅

7.1 二极管限幅电路

集成电路中的二极管串联连接A输出信号引脚与地面之间,形成输出信号的限制,防止输出信号过大,损坏后三极管。

二极管正向导通后,其正向压降基本保持不变(硅管为0.7V,锗管为0.3V)。利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以将信号范围限制在一定范围内。

7.2 工作原理

八、防接反

8.1 二极管防止反电路

二极管启动电路电源的正负极。C为电路板上的电源滤波电容器。一般来说,在电路板输入电源中添加二极管,以防止电源反转并烧毁电路板。反二极管通常连接到电源输入端的正极,当然也可以连接到负极。

肖特基二极管通常用作防反二级管。

肖特基二极管是一种低功耗、超高速的半导体设备。其最显著的特点是反向恢复时间很短(可以小到几纳秒),正导压降为0.4V左右。主要用于高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,也用于微波通信等电路的整流二极管和小信号检波二极管。常用于变频器和通信电源。

8.2 工作原理

当电流流过二极管处时,由于二极管的单向导电性,阻止了电流流过,此时的负载无法构成回路,对负载电路没有任何影响。

假如没有这个防电源接反二极管,当电源接反时,此时负载电路构成回路,负载流过的电流与正常情况不一样,从而导致负载电路烧毁。

二极管防接反电路中主要利用二极管的的单向导电特性。

二极管的应用 1、整流二极管 利用二极管单向导电性,可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。 2、开关元件 二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性,可以组成各种逻辑电路。 3、限幅元件 二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为0.7V,锗管为0.3V)。利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。 4、继流二极管 在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。 5、检波二极管 在收音机中起检波作用。 6、变容二极管 使用于电视机的高频头中。 7、触发二极管 又称双向触发二极管(DIAC)属三层结构,具有对称性的二端半导体器件。常用来触发双向可控硅 ,在电路中作过压保护等用途。


• 由 Leung 写于 2021 年 9 月 2 日

• 参考:二极管在电路中的作用有哪些及应用、结构组成解析-KIA MOS管     二极管的作用     二级管在电路中防电源接反的应用

标签: 集成电路的电子器件

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