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(电子电路学习笔记(8)——二极管的作用)

时间:2023-05-06 20:28:05 阅读:122773 作者:1908

一.整流

这是全波整流电路,电路中的VD1和VD2是整流二极管,电源电路中均由整流二极管构成整流电路,整流电路将交流电压转换为单向脉动的直流电压。

利用二极管的单向导电性,可以将方向交替变化的交流电力转换为单一方向的脉冲直流电力。

二、稳压2.1普通二极管直流稳压电路

电路中的VD1、VD2和VD3是普通二极管,它们串联构成简单的直流稳压电路。 通过直流工作电压的正向偏置导通,导通后作用于该电路的是稳定电路中a点的直流电压。

根据串联电路的特性可知,这三个二极管导通时同时导通,截止时同时截止。 在典型的硅二极管中,三个二极管导通后,一个二极管的管电压降为0.6V,三个串联后的直流电压降为0.63=1.8V。 从电路中可以看出,三个二极管没有施加交流信号电压。 由于作为VD1正极的电路中的a点和地之间连接有大容量电容器C1,所以a点的交流电压被绕过地。 2.2工作原理二极管的伏安特性曲线如下图所示,二极管两端施加正向电压大于死区时间电压时,二极管导通,为硅材料二极管0.6V左右,锗材料二极管0.2V左右。 导通后,在单元间范围内电流变化较大,电压变化小; 如果施加正向电压小于死区时间电压,或者施加反向电压小于击穿电压,则二极管电流几乎为零,相当于截止状态。

在普通二极管的简易稳压电路中,主要利用二极管导通后的管电压降几乎不变的特性。

2.3故障检测方法检测该电路中三个二极管的最有效方法是测量二极管的直流电压,图9-41显示了测量时的接线示意图。 测量直流电压的结果,如果为1.8V左右,则表示3个二极管正常工作; 如果测量直流电压的结果为0V,则3个二极管同时击穿的可能性较低,因此测量直流动作电压v是否正常和电阻R1是否开路的直流电压,如果大于1.8V,则检查3个二极管中的1个开路故障。

三.开关

中VD1是开关二极管,相当于接通/断开电容器C2的开关。

二极管在正向电压作用下电阻小,处于导通状态,相当于一个导通开关; 在反向电压的作用下,电阻较大,处于切断状态,好像是切断了的开关。 利用二极管的开关特性,可以构成各种逻辑电路。

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用于进行温度补偿,使晶体管VT1的动作更稳定,进一步减小温度的影响。

VT1是NPN型晶体管,基极直流电压高时基极电流变大; 相反的情况下很小。

晶体管VT1的动作在放大状态下提供一定的直流偏置电压,该电压由偏置电路进行。 电路中的R1、VD1和R2构成分压式偏置电路,向晶体管VT1的基极提供直流工作电压,基极电压的大小决定VT1的基极电流的大小。

4.2工作原理VT1等构成放大器电路,但对放大器来说要求工作稳定性好。 其中之一是当温度高低变化时晶体管的静态电流不能变化,即VT1基极电流不能随温度变化而变化,否则工作稳定性差。 了解放大器的这一温度特性对理解由VD1构成的温度补偿电路的工作原理非常重要。

晶体管VT1具有与温度相关的不良特性,即温度上升时晶体管VT1的基极电流增大,温度越高基极电流越大,反之则变小,晶体管VT1的温度稳定性能明显不好。 由此可知,放大器的温度稳定性能不良是由晶体管的温度特性引起的。

利用二极管的管压降温度特性,可以正确说明VD1在电路中的作用。 温度上升后,根据晶体管的特性可知,VT1的基极电流会稍微增大。 当温度上升时,二极管VD1的管电压降稍微降低,VD1的管电压降的降低导致VT1的基极电压稍微降低,结果,VT1的基极电流降低。 由以上可知,接通二极管VD1后,本来温度上升,VT1基极电流增大,但通过VD1电路可以使VT1基极电流稍微减少,起到稳定晶体管VT1基极电流的作用。 温度下降时,其管电压降略有上升,VT1基极直流工作电压上升,结果VT1基极电流增大,因此VD1可以起到温度补偿的作用。

在二极管温度补偿偏置电路中,主要利用二极管的管压降温度特性。

4.3故障检测方法该电路中二极管VD1的故障检测方法比较简单,有在测试仪欧姆范围内测量VD1正向和反向电阻大小的方法。

VD1开路故障时,晶体管VT1的基极直流偏置电压上升很多,VT1管处于饱和状态,VT1可能发热,严重时VT1可能烧毁。 VD1击穿故障时,VT1管的基极直流偏置电压降低0.6V,晶体管VT1的直流动作电流减少,VT1管的放大能力降低或截止。

五.保护电路

电路中的二极管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引电路。

六.稳定值的调节

如果齐纳二极管的稳定值不满足使用要求,可以用普通二极管进行稳定值的调整。 电路中的VD2是齐纳二极管,VD1是普通二极管,VD1可以增加直流电压0.6V。

七、限幅7.1二极管限幅电路

电路中的二极管串联,连接在集成电路A1的输出信号端子和地之间,构成输出信号的限幅,防止输出信号过大而损坏后面的晶体管。

当二极管正向导通时,其正向电压

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。

7.2 工作原理 八、防接反 8.1 二极管防接反电路


二极管起电路电源正负极接反作用。电容C为电路板上的电源滤波电容。一般情况下,电路板输入电源中都会加二极管来防止电源接反时,而烧毁电路板。防反二极管一般接在电源输入端的正极上,当然也可接在负极上。

通常用肖特基二极管作为防反二级管。

肖特基二极管,是功耗低、超高速的半导体器件。其最显著特点是反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),正向导通压降0.4V左右。其主要用于高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,也有在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在变频器、通信电源等应用中比较常见。

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

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