极管在电路中的作用.docx
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极管在电路中的作用
1.二极管在电路中的应用是必不可少的,无论是做整流电路还是钳位作用还是其他的一些作用,都会用到它.
二极管可分为发光二极管（LED）,整流二极管,稳压二极管,开关二极管等等.这里只介绍前面说的几种.
1.发光二极管相信大家都见过,一般作为指示灯用,例如电脑的硬盘灯一闪一闪的表示你的硬盘正在工作（如果不闪,则很可能是你的机器忙不过来或者是处在待机状态）,还有就是一些随身听上的指示灯,以及充电器的指示灯.发光二极管相对其他二极管正向导通电压较大,一般在到间.二其他二极管一般在锗管）,（硅管）。
2.整流二极管，也是很常见的，利用的是二极管的单向导通特性，从而可以将负极性电信号滤掉---半波整流，也可以进行其它的整流----例如全波整流。
二极管还具有稳压作用，这是因为二极管反向接通时，在二极管被击穿的情况下，其电流将瞬间增大，这样在外电压增大时，由于二极管被击穿后增加的电流会通过二极管而不会经过与二极管并联的负载上，从而可以保护与其并联的器件。
常见的有保护场效应管，即在场效应管栅极反向并接一个二极管。
二极管击穿电压一般在4V-7V.
钳位作用：
钳位作用就是利用二极管的正向导通电压在导通后维持在锗管），硅管），从而使与其连接的器件两端电压维持在一个范围内，最简单就是三极管的BE结电压在导通时可保持在钳位电压，这点常用于三极管的静态分析。
一般无特别说明硅管取，锗管取。
开关二极管常见型号有1N4148，1N4150，1N4448，利用的是二极管的高速转换特性。
限于水平，暂不作详细介绍。
其它二极管还有肖特基二极管，隧道二极管，双向出发二极管，微功耗基准电压二极管等，由于其制作工艺不同而具有不同的功能。
2.晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：
D5表示编号为5的二极管。
1、作用：
二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；
而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
正因为二极管具有上述特性，无绳电话机中常
把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。
电话机里使用的晶体二极管按作用可分为：
整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如
1N4148）、肖特基二极管（如BAT85）、发光二极管、稳压二极管等。
2、识别方法：
二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用
一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有
采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。
发光二极管的正负极可从引脚长短来识
别，长脚为正，短脚为负。
3、测试注意事项：
用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好
相反。
4、常用的1N4000系列二极管耐压比较如下：
型号1N40011N40021N40031N40041N40051N40061N4007
耐压（V）501002004006008001000
电流（A）均为1
3.稳压二极管在电路中的作用及工作原理
稳压二极管工作原理一种用于稳定电压的单结二极管。
它的伏安特性，稳压二极管符号如图1所示。
结构同整流二极管。
加在稳压二极管的反向电压增加到一定数值时，将可能有大量载流子隧穿伪结的位垒，形成大的反向电流，此时电压基本不变，称为隧道击穿。
当反向电压比较高时，在位垒区内将可能产生大量载流子，受强电场作用形成大的反向电流，而电压亦基本不变，为雪崩击穿。
因此，反向电压临近击穿电压时，反向电流迅速增加，而反向电压几乎不变。
这个近似不变的电压称为齐纳电压（隧道击穿）或雪崩电压（雪崩击穿）。
ab126计算公式大
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图1稳压二极管伏安特性曲线QL5838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
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图2等效电路理想模式838电子QL5838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
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图3理想模式导通状态常见的两种稳压电路接法QL5838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
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图4实际模式导通状态QL5838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
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图5实际模式导通状态常见的两种稳压接线电路QL5838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
稳压二极管的主要参数QL5838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
—稳定电压。
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指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。
该值随工作电流和温度的不同而略有改变。
由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。
例如，2CW51型稳压管的Vzmin为,Vzmax则为。
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—稳定电流。
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指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。
低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。
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—动态电阻。
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指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。
该比值随工作电流的不同而改变，一般胜作电流愈大，动态电阻则愈小。
例如，2CW7C稳压管的工作电流为5mA时，Rz为18Ω;工作电流为1OmA时，Rz为8Ω;为20mA时，Rz为2Ω;>20mA则基本维持此数值。
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—额定功耗。
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由芯片允许温升决定，其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。
例如2CW51稳压管的Vz为3V，Izm为20mA，则该管的Pz为60mWoQL5838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
—电压温度系数。
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是说明稳定电压值受温度影响的参数。
例如2CW58稳压管的Ctv是+%/°C，即温度每升高1°C，其稳压值将升高%。
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—反向漏电流。
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指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。
例如2CW58稳压管的VR=1V时，IR=;在VR=6V时，IR=10uA。
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（三）选择二极管的基本原则QL5838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
1.要求导通电压低时选锗管;要求反向电流小时选硅管。
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2.要求导通电流大时选面结合型;要求工作频率高时选点接触型。
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3.要求反向击穿电压高时选硅管。
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4.要求耐高温时选硅管。
4.1N4148与反接，有何用途，稳压，反相导通
另：
如果我想让5V的输出电压更加稳定，能否在输出反相并联一个5V的肖特基二极管
答1、反接后是并在经限流电阻输出的电源上（烦请描述清楚些）的话，是提高稳压值的，一般1N4148导通后有的压降，借此与常见稳压二极管反串后可以替代一些不在系列上的稳压二极管，如此电路应是稳压在之间的电源电路；另若要得到更稳定的稳压电源，最好是采用7805系列的三端模快，
答2、如果是与串联反接，可能是为了防止倒灌到别的电路中去了。
答3、1N4148是普通的二极管，主要是用于单向导通。
1N4148与反接，看是在什么线路上。
可能是由别的电压整流到;或者是信号钳位保护，当信号电压超过时，二极管导通。
在开关电源中，增加反相并联的肖特基二极管没用，增加电容才能使输出稳定。
答4、一般是防静电，除了防净电,还可在电源接反的情况下,保护其它电路（如MCU）.
答5、我见过的一般在reset（电阻电容）电路中，是不是在上电的时候起到保护作用（AVR的芯片很多都是这样连的-zjcsharp）
答6、Reset电路里的二极管是加快电容放电速度的作用
答7、1N4148是一般的二极管，具有单向导电性，除以上各位所说的功能外，还可作整流用。
答8、两者是串联还是并联如果是串联的那是提高热稳定性的,使稳压值不因工作电流和温度的变化而变化.如果是反接并联,好像还没有这么用的,只能做~稳压管用了,没有必要吧
答9、普通的二极管可以做稳压钳位单向导通可以做感性器件的防倒灌保护电路
答10、增加稳压电压,稳压管+4148可作稳压管子
答11、1N4148是快速恢复二极管，用于保护。
比如电平倒灌或者感生电动势等。
如果是高频感生电动势，则需要用肖特基二极管
5.什么是二极管
二极管的英文是diode。
二极管的正.负二个端子,正端称为阳极,负端称为阴极。
电流只能从阳极向阴极方向移动.一些初学者容易产生这样一种错误认识：
“半导体的一‘半’是一半的‘半’；面二极管也是只有一‘半’电流流动（这是错误的），所有二极管就是半导体”。
其实二极管与半导体是完全不同的东西。
我们只能说二极管是由半导体组成的器件。
半导体无论那个方向都能流动电流。
二极管的特性与应用
几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。
二极管的工作原理
晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。
当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。
当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。
当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。
当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。
二极管的类型
半导体可分为本征半导体.P型半导体.N型半导体。
本征半导体：
硅和锗都是半导体，而纯硅和锗（11个9的纯度）晶体称本征半导体。
硅和锗为4价元素，其晶体结构稳定。
P型半导体：
P型半导体是在4价的本征半导体中混入了3价原子，譬如极小量（一千万之一）的铟合成的晶体。
由于3价原子进入4价原子中，因此这晶体结构中就产生了少一电子的部分。
由于少一电子，所以带正电。
P型的“P”正是取“Positve（正）”一词的第一个字母。
N型半导体：
若把5价的原子，譬如砷混入4价的本征半导体，将产生多余1个电子的状态结晶，显负电性。
这N是从“Negative（负）”中取的第一个字母。
二极管的导电特性
二极管最重要的特性就是单方向导电性。
在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。
下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。
1. 正向特性。
在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。
必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。
只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门槛电压”，锗管约为，硅管约为）以后，二极管才能直正导通。
导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为，硅管约为），称为二极管的“正向压降”。
2. 反向特性。
在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。
二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。
当二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。
二极管的主要参数
用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标，称为二极管的参数。
不同类型的二极管有不同的特性参数。
对初学者而言，必须了解以下几个主要参数：
1、额定正向工作电流
是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。
因为电流通过管子时会使管芯发热，温度上升，温度超过容许限度（硅管为140左右，锗管为90左右）时，就会使管芯过热而损坏。
所以，二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。
例如，常用的IN4001－4007型锗二极管的额定正向工作电流为1A。
2、最高反向工作电压
加在二极管两端的反向电压高到一定值时，会将管子击穿，失去单向导电能力。
为了保证使用安全，规定了最高反向工作电压值。
例如，IN4001二极管反向耐压为50V，IN4007反向耐压为1000V。
3、反向电流
反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电流。
反向电流越小，管子的单方向导电性能越好。
值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系，大约温度每升高10，反向电流增大一倍。
例如2AP1型锗二极管，在25时反向电流若为250uA，温度升高到35，反向电流将上升到500uA，依此类推，在75时，它的反向电流已达8mA，不仅失去了单方向导电特性，还会使管子过热而损坏。
又如，2CP10型硅二极管，25时反向电流仅为5uA，温度升高到75时，反向电流也不过160uA。
故硅二极管比锗二极管在高温下具有较好的稳定性。
二极管的识别
小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极）,也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。
发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。
用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
6.整流二极管的作用
1.一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。
通常它包含一个PN结，有阳极和阴极两个端子。
P区的载流子是空穴,N区的载流子是电子，在P区和N区间形成一定的位垒。
外加使P区相对N区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降（典型值为）,称为正向导通状态。
2.若加相反的电压,使位垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流（称反向漏电流），称为反向阻断状态。
整流二极管具有明显的单向导电性,。
整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。
硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好。
通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造。
这种器件的结面积较大，能通过较大电流（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以下。
整流二极管主要用于各种低频整流电路。
二极管整流电路
一、半波整流电路
图5-1、是一种最简单的整流电路。
它由电源变压器B、整流二极管D和负载电阻Rfz，组成。
变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D再把交流电变换为脉动直流电。
下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。
在0～K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。
此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。
这时D承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。
在π～2π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。
以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。
不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc=）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。
二、全波整流电路（单向桥式整流电路）
如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。
图5-3是全波整流电路的电原理图。
全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。
变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2ae2aRfz与e2b 、D2、Rfz，两个通电回路。
、D1、、e2b，构成
全波整流电路的工作原理，可用图5-4所示的波形图说明。
★在0～π间内，e2aD1导通，在Rfz上得到上正下负的电压；e2b 对D2为反向电压，D2不导通（见图5-4（b）。
★在π-2π时间内，e2b对D2为正向电压，D2导通，在Rfz上得到的仍然是上正下负的电压；e2aD1为反向电压，D1不导通（见图5-4（C）。
对Dl为正向电压，
如此反复，由于两个整流元件D1、D2轮流导电，结果负载电阻Rfz上在正、负两个半周作用期间，都有同一方向的电流通过，如图5-4（b）所示的那样，因此称为全波整流，全波整流不仅利用了正半周，而且还巧妙地利用了负半周，从而大大地提高了整流效率（Usc＝，比半波整流时大一倍）。
图5-3所示的全波整滤电路，需要变压器有一个使两端对称的次级中心抽头，这给制作上带来很多的麻烦。
另外，这种电路中，每只整流二极管承受的最大反向电压，是变压器次级电压最大值的两倍，因此需用能承受较高电压的二极管。
图5-5（a）为桥式整流电路图，（b）图为其简化画法。
三、桥式整流电路
桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。
这种电路，只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。
桥式整流电路的工作原理如下：
e2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。
电路中构成e2、Dl、Rfz、D3通电回路，在Rfz，上形成上正下负的半波整洗电压，e2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。
电路中构成e2、D2Rfz 、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。
上述工作状态分别如图5-6（A）（B）所示。
如此重复下去，结果在Rfz，上便得到全波整流电压。
其波形图和全波整流波形图是一样的。
从图5-6中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整洗电路小一半！
四、整流元件的选择和运用
需要特别指出的是，二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。
如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用，造成浪费。
表5-1所列参数可供选择二极管时参考。
另外，在高电压或大电流的情况下，如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用。
图5-7示出了二极管并联的情况：
两只二极管并联、每只分担电路总电流的一半，三只二极管并联，每只分担电路总电流的三分之一。
总之，有几只二极管并联，"流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。
但是，在实际并联运用时"，由于各二极管特性不完全一致，不能均分所通过的电流，会使有的管子困负担过重而烧毁。
因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器，使各并联二极管流过的电流接近一致。
这种均流电阻R一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。
电流越大，R应选得越小。
图5-8示出了二极管串联的情况。
显然在理想条件下，有几只管子串联，每只管子承受的反向电压就应等于总电压的几分之一。
但因为每只二极管的反向电阻不尽相同，会造成电压分配不均：
内阻大的二极管，有可能由于电压过高而被击穿，并由此引起连锁反应，逐个把二极管击穿。
在二极管上并联的电阻R，可以使电压分配均匀。
6.交流接触器的直流运行
我们在第一章中巳介绍过交流接触器，它的线圈是通过交流电流而工作的，因此在磁系统调整不好时会出现振动和噪声，当交流接触器的动铁芯和静铁芯之间因有杂物而闭合不严时，通过线圈的电流较大，严重时将烧毁线圈，特别是额定电流较大的交流接触器，上述问题更为严重，同时，交流接触器的功率因数很低，浪费电能。
因此，有必要对交流接触器进行改造，其中比较行之有效的方法是将交流接触器的交流运行改为直流运行。
将交流接触器改为直流运行后，有如下优点：
１、可以消除运行时的振动和噪音；
２、降低交流接触器的释放电压，在电源电压较低时交流接触器不会释放。
３、交流接触器线圈及铁芯的温升可显著降低
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