二极管应用的实例分析

1.二极管的选用规则

1）在实际应用中，最大整流电流一般应大于电路电流2倍以上，以保证二极管在应用中不被烧毁，如图2-34所示。

2）反向电流参数反映二极管的单向导电性能的好坏。一般反向电流I_R越小越好。硅二极管的反向电流一般小于锗二极管的反向电流。

3）除稳压二极管外，为保证二极管正常工作，其两端的反向电压应小于U_BR的1/2。为了使用安全，在实际工作时，最大反向工作电压U_R一般只按反向击穿电压U_BR的一半计算。

4）小电流硅二极管的正向压降在中等电流水平下为0.6～0.8V；锗二极管为0.2～0.3V。

图2-34 二极管应用

5）如果信号频率超过f_M，则二极管的单向导电性将变差，甚至不能工作。选用二极管时，必须使其工作频率低于最高工作频率。

2.二极管的替换

1）要求导通电压低时选锗管；要求反向电流小时选硅管；要求击穿电压高时选硅管；要求工作频率高时选点接触型高频管；要求工作环境温度高时选硅管。

2）在修理电子设备时，如果发现二极管损坏，则用同型号的管子来替换。如果找不到同型号的管子则可改用其他型号二极管来代替，替代管子的极限参数I_F、U_R和f_M应不低于原管，且替代管子的材料类型（硅管或锗管）一般应和原管相同。

3.二极管基本应用电路

（1）二极管整流电路

半导体二极管具有单向导电性。常用在整流、钳位、隔离、保护及开关等电路中。二极管整流主要分为半波整流和全波整流。

1）半波整流电路。图2-35所示为一个单相半波整流电路，它由变压器、二极管VD及负载电阻R_L组成。半波整流电路的输入、输出波形如图2-36所示。

由图2-36可以看出，利用二极管的单向导电性可将极性变化的交流电变为单向脉冲的直流电。在这里，二极管VD起整流作用。

图2-35 单相半波整流电路

2）桥式全波整流电路。半波整流电路只有半个周期的正弦电压输出到负载，因此电路效率较低。为了提高整流电路的效率，可将另一半周期的电压也引到负载上，即正负半周都有电流按同一个方向流过负载，这种方式称为全波整流。图2-37为一个桥式全波整流电路。

为了防止直流供电设备接错供电电极，可利用如图2-38所示电路，使设备供电变为无极性的连接方式，这样，无论电源的正负极性怎样调换，用电设备均能正常工作，达到了直流供电回路无极性连接的目的。由于这种电路串联有二极管，所以如采用硅二极管，电源电压下降1.3V左右；如采用锗二极管，电源电压下降0.5V左右。

图2-36 单相半波整流电路的波形图

图2-37 桥式全波整流电路(www.xing528.com)

图2-38 桥式整流电极连接

（2）电容滤波电路

经过整流后的输出电压波形含有很大的脉冲分量，因此还要加入滤波电路。电容滤波电路是利用电容器两端电压不能突变的特点，将电容器和负载电阻并联，以达到使输出电压波形基本平滑的目的。

图2-39a是最简单的电容滤波电路。

（3）二极管限幅电路

在电子电路中，为了防止一些干扰或冲击信号对电子元器件造成损坏，往往会在电路中加入一些保护电路。限幅电路是利用二极管的开关特性将输入波形中不需要的部分削去。串联型上限幅电路及波形如图2-40所示。把二极管当做理想二极管，在零电平以上的波形被削去。

图2-39 电容滤波电路

图2-40 串联型上限幅电路

图2-41所示就是利用两个反向并联的二极管的限幅保护电路。

图2-41 双向限幅应用电路

（4）发光二极管的应用

发光二极管在正向导通时，可以发出不同颜色的可见光或者红外光。利用二极管的这种特性，可构成各种不同的指示器、矩阵显示器以及红外发射/接收器等电路，如图2-42所示。

（5）稳压二极管稳压电路

当稳压二极管工作在反向击穿区时，流过稳压二极管的电流可以有较大变化，而二极管两端的电压基本上保持不变，利用稳压二极管的这种稳压特性可以构成稳压电路。一个简单的稳压二极管稳压电路如图2-43所示。

图2-42 发光二极管的应用电路

图2-43 稳压二极管的稳压电路