二極管的主要性質(zhì)及用途

二極管的種類非常多,，外形各異,，參數(shù)不一，用途廣泛,。目前常見的如整流用的1N4007,、10A10、1N5408等,，檢波用的2AP9,、1N60、Bat85等,，小功率電路中常用的開關(guān)二極管1N4148,還有穩(wěn)壓二極管,、變?nèi)荻O管、雙向觸發(fā)二極管,、肖特基二極管,、發(fā)光二極管(LED),；其最基本的性質(zhì)就是單向?qū)щ娦?，且?dǎo)電后電流迅速上升，電壓降很小,，正向?qū)〞r存在死區(qū)電壓,，反向電流極小，超過一定反向電壓會被擊穿（見下圖),，除此之外,，可貴的是它還有一些其它特點，比如結(jié)電容,、載流子復(fù)合發(fā)光,、光敏性等，人們利用它的某個特點制作了用途各異,、特性不一的二極管,，將其功能發(fā)揮的淋漓盡致，其身影遍及電子電路世界,，比如利用其反向擊穿特性,，制作了穩(wěn)壓二極管，利用其結(jié)電容隨電壓變化制作了變?nèi)荻O管等,。今天我們就其主要的用途,，也就是單向?qū)щ娦缘墓δ茏鲆粴w納總結(jié),，其它派生的用途在日后做進一步的講解。

二極管伏安曲線圖

一,、整流作用：這是二極管最基本,、最本分的用途了。從整流方式分有半波整流,、全波整流,、橋式整流三種。從電源相數(shù)分單相,、三相整流,。通過二極管的單向?qū)щ娮饔茫瑢⒔涣麟娬鞒芍绷麟?。在電源電路中首先看的就是整流電路,，它為其它電路提供直流電源，在線性電源中常有變壓器降壓,，之后進行整流,；在開關(guān)電源中常見的有將電源直接半波、橋式整流,。橋式整流為使用方便將四個二極管整合在一起,，形成橋堆。如下圖1-4的常見的整流電路,。

二,、檢波（鑒頻）作用。檢波（鑒頻）就是將調(diào)幅波（調(diào)頻波）中的低頻信號（音頻信號）取出的過程,，在收音機,、電視機電路中這是一個很重要的環(huán)節(jié)。檢波的實質(zhì)也是利用二極管的單向?qū)щ娮饔?，將交流信號變成脈動直流,，通過電容濾波，將調(diào)幅包絡(luò)幅度檢出,。它和整流的最根本的差別就在于輸入交流電的大小,，整流是電能處理過程，檢波是信號處理過程,，50Hz工頻整流使用低頻二極管（開關(guān)電源整流使用高頻二極管,，如肖特基、快恢復(fù)二極管等）,，檢波使用高頻管,，如2AP9、1ss106等,。

檢波,、鑒頻電路圖

電視機中檢波電路（部分）

三,、續(xù)流作用。情況之一：在三極管控制繼電器,、電感電路中,，關(guān)斷（截止）的時候在繼電器、電感兩端會產(chǎn)生較高的自感電動勢與電源疊加會擊穿三極管,，并聯(lián)二極管以后可以釋放掉這部分自感電能,，起到了保護三極管的作用，如下圖一VD1,在三極管截止時,，釋放繼電器產(chǎn)生的自感電動勢,。圖二開關(guān)電源中的FR107。還有一些具有電感的電路中,，利用其作為放電通道,，繼續(xù)為負(fù)載提供電能，達到續(xù)流目的,，以及為電容提供放電通道,，其特點是正常情況下截止，需要時導(dǎo)通,。

圖一 二極管續(xù)流保護作用電路圖

圖二 開關(guān)電源(部分電路）中尖峰脈沖吸收電路

四,、鉗位作用。二極管導(dǎo)通后其兩端電壓降很?。ㄐ∮?v）,，相當(dāng)于短路，其兩端電位幾乎相同,，這個特點在門電路中應(yīng)用很廣泛,?？梢越M成與門,、或門等門電路。如下左圖,，若A點電位0v,，B點電位3v，N點電位3v,，則P點電位為0v,，也就是將Y點的電位鉗在了低電位。左圖為與門電路（邏輯乘）,，右圖為或門電路（邏輯加）

二極管的鉗位作用

五,、穩(wěn)壓、限幅作用,。這里所說的穩(wěn)壓不是指穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓,，它是利用二極管正向?qū)ê笃鋬啥穗妷褐?v以下,，不會超過規(guī)定值的性質(zhì)，和其它電路并聯(lián)保證其電壓值規(guī)定之內(nèi),，在三極管偏置電路中比較多見,，圖一中D1D2保持了三極管基極電壓的穩(wěn)定，當(dāng)溫度升高時,，基極電流增加,，發(fā)射極電流增加，發(fā)射極電阻R2上的電壓增加,，由于基極電位不變,，故Ube電位降低，基極電流減小,，保持了三極管工作點的穩(wěn)定,。限幅原理與其一樣，無論電流多大,，但其兩端電壓保持著一定范圍之內(nèi),，在調(diào)頻收音機限幅環(huán)節(jié)應(yīng)用較多，見圖二,。

圖一 二極管的穩(wěn)壓作用

圖二 二極管限幅器

六,、可變電阻作用（阻尼）。我們從二極管的正向?qū)ㄇ€上可以看出當(dāng)電壓升高時其電流迅速升高,，幅度遠大于電壓的變化,，呈負(fù)阻特性。在放大電路中為降低增益,，將其并聯(lián)在LC諧振電路中,，當(dāng)電壓升高時，等效阻抗降低,，達到了自動控制增益的目的,，見下圖（部分電路）。

二極管阻尼作用

七,、混頻作用,。我們知道兩個不同的交流信號通過非線性電路會進行差拍，產(chǎn)生新的信號頻率,，而二極管導(dǎo)通后是非線性的,，可以加以利用。Us與Ur為不同頻率的信號,，通過非線性二極管后混頻,，由LC諧振電路選出。其優(yōu)點是電路簡單,，缺點是沒有增益,，信號會衰減,。

八、二極管的隔離作用,。隔離就是左右支路互相不影響,，后級不影響前級。也是利用了其單向?qū)щ娦?，起到了關(guān)斷作用,。

二極管的隔離電路圖

九、二極管的降壓作用,。二極管半波整流后負(fù)載電壓為輸入電源電壓的45%,，可以作為有級降壓，在一些小家電中應(yīng)用較多,，現(xiàn)在調(diào)壓電路一般采用可控硅實現(xiàn)有級調(diào)壓,。

二極管降壓電路圖

十、二極管電源極性保護作用有些電路對電源極性要求高,，接反的時候不就不能正常工作,，還有可能燒毀電路，利用二極管的單向?qū)щ娮饔?，可以避免電源接反,，起到保護電路作用。如下圖運放電源極性保護,。

二極管極性保護電路圖