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(xiàn)檢測(cè)。
1、防反作用
在主回路中，串聯(lián)一個(gè)二極管，是利用二極管的單向?qū)щ姷奶匦?，?shí)現(xiàn)了最簡(jiǎn)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(chǎng)合，類(lèi)似小玩具等。
因?yàn)槎O管導(dǎo)通會(huì)有一個(gè)0.7V（硅管）的導(dǎo)通壓降，如果實(shí)際電流很大的話(huà)，那么就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)熱損耗，會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱。
而且如果反接的電壓很大的話(huà)，超過(guò)反向截止電壓，也會(huì)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(jí)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(dòng)性直流電，這就是交流電的整流過(guò)程，整流電路主要由整流二極管組成。
經(jīng)過(guò)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(chēng)單向脈動(dòng)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(chēng)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(xiàn)圈兩端，當(dāng)線(xiàn)圈通過(guò)電流時(shí)，會(huì)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)電流消失時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)對(duì)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(shí)，會(huì)把元器件如三極管等造成損壞。續(xù)流二極管并聯(lián)在線(xiàn)兩端，當(dāng)流過(guò)線(xiàn)圈中的電流消失時(shí)，線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò)二極管和線(xiàn)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(jiàn)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(duì)輸入信號(hào)幅值的最大值進(jìn)行檢測(cè)，其工作原理是：當(dāng)輸入電壓幅度大于二極管正向電壓時(shí)，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(shí)，二極管處于反偏截止?fàn)顟B(tài)。
此時(shí)，電容兩端的電壓基本保持不變；若再輸入信號(hào)，輸入電壓幅度必須高于此時(shí)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(gè)2倍壓電路原理圖，其工作過(guò)程大概分析如下：
電源負(fù)半周時(shí)，二極管D1導(dǎo)通D2截止，電流從電源下端流出經(jīng)過(guò)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(shí)，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(shí)電流走向如下圖中桔色箭頭所示。
7、ADC檢測(cè)口電壓鉗位作用
在一些ADC檢測(cè)電路中會(huì)用兩個(gè)二極管進(jìn)行鉗位保護(hù)，原理很簡(jiǎn)單，0.7V為D1和D2的導(dǎo)通壓降，Vin進(jìn)來(lái)的電壓大于等于3.3V+0.7V時(shí)，D35導(dǎo)通，Vout會(huì)被鉗位在4V；Vin小于等于-0.7V時(shí)，Vout被鉗位在-0.7V左右。
8、包絡(luò)線(xiàn)檢測(cè)作用
電路結(jié)構(gòu)如下所示，設(shè)計(jì)要點(diǎn)是RC的時(shí)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(hào)的周期。
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