對(duì)于這種簡(jiǎn)單的元器件，二極管的作用很廣泛。你會(huì)在幾乎所有電路中找到某種類(lèi)型的二極管。它們可以用于從小信號(hào)數(shù)字邏輯到高壓電源轉(zhuǎn)換電路的任何功能。讓我們來(lái)探討一下這些應(yīng)用程序。
整流器
整流器是將交流電（AC）轉(zhuǎn)換為直流電（DC）的電路。這種轉(zhuǎn)換對(duì)于各種家用電子產(chǎn)品至關(guān)重要。交流信號(hào)來(lái)自你家的墻壁插座，但DC是大多數(shù)計(jì)算機(jī)和其他微電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)力。
交流電路中的電流實(shí)際上是交替的 - 在正向和負(fù)向運(yùn)行之間快速切換 - 但是直流信號(hào)中的電流僅在一個(gè)方向上運(yùn)行。因此，要從AC轉(zhuǎn)換為DC，您只需要確保電流不能向負(fù)方向運(yùn)行。聽(tīng)起來(lái)像是二極管的工作！
一個(gè)半波整流可以做出來(lái)的只是一個(gè)單一的二極管。如果通過(guò)二極管發(fā)送AC信號(hào)（例如正弦波），則截?cái)嘈盘?hào)的任何負(fù)分量。
半波整流輸入/輸出波形和電路
通過(guò)半波整流電路（中間）后輸入（紅/左）和輸出（藍(lán)/右）電壓波形。
一個(gè)全波橋式整流器采用四個(gè)二極管在AC信號(hào)的負(fù)拱轉(zhuǎn)化為積極的駝峰。
全波橋式整流器輸入/輸出波形和電路
橋式整流電路（中間）和輸出波形成（藍(lán)色/右側(cè)）。
這些電路是交流 - 直流電源中的關(guān)鍵部件，可將墻上插座的120 / 240VAC信號(hào)轉(zhuǎn)換為3.3V，5V，12V等直流信號(hào)。如果你拆開(kāi)墻壁疣，你很可能會(huì)看到一些二極管在那里，整流器。
壁疣中的二極管
你能看到四個(gè)二極管在這個(gè)壁疣中制造一個(gè)橋式整流器嗎？
反向電流保護(hù)
曾經(jīng)以錯(cuò)誤的方式貼電池？或者打開(kāi)紅色和黑色電源線？如果是這樣，二極管可能會(huì)感謝您的電路仍然存在。與電源正極串聯(lián)的二極管稱(chēng)為反向保護(hù)二極管。它確保電流只能在正方向流動(dòng)，電源僅向電路施加正電壓。
反向電流保護(hù)電路
當(dāng)電源連接器未極化時(shí)，此二極管應(yīng)用非常有用，因此很容易弄亂并意外地將負(fù)電源連接到輸入電路的正極。
反向保護(hù)二極管的缺點(diǎn)是，由于正向壓降，它會(huì)引起一些電壓損失。這使得肖特基二極管成為反向保護(hù)二極管的絕佳選擇。
邏輯門(mén)
忘記晶體管！簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯門(mén)，如AND或OR，可以用二極管構(gòu)建。
例如，二極管雙輸入“或”門(mén)可以由具有共用陰極節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)二極管構(gòu)成。邏輯電路的輸出也位于該節(jié)點(diǎn)。無(wú)論何時(shí)輸入（或兩者）都是邏輯1（高/ 5V），輸出也變?yōu)檫壿?。當(dāng)兩個(gè)輸入均為邏輯0（低電平/ 0V）時(shí)，輸出通過(guò)電阻拉低。
二極管2輸入或門(mén)原理圖
AND門(mén)以類(lèi)似的方式構(gòu)造。兩個(gè)二極管的陽(yáng)極連接在一起，這是電路輸出所在的位置。兩個(gè)輸入必須為邏輯1，強(qiáng)制電流向輸出引腳運(yùn)行并將其拉高。如果任一輸入為低電平，則來(lái)自5V電源的電流通過(guò)二極管。
二極管2輸入AND門(mén)原理圖
對(duì)于兩個(gè)邏輯門(mén)，只需添加一個(gè)二極管即可添加更多輸入。
反激二極管和電壓尖峰抑制
二極管經(jīng)常用于限制意外的大電壓尖峰造成的潛在損壞。瞬態(tài)電壓抑制（TVS）二極管是特種二極管，類(lèi)似齊納二極管 - 低擊穿電壓（通常約為20V） - 但具有非常大的額定功率（通常在千瓦范圍內(nèi)）。它們?cè)O(shè)計(jì)用于在電壓超過(guò)其擊穿電壓時(shí)分流電流并吸收能量。
反激式二極管在抑制電壓尖峰方面起著類(lèi)似的作用，特別是那些由電感元件引起的電壓尖峰，如電機(jī)。當(dāng)通過(guò)電感器的電流突然改變時(shí)，產(chǎn)生電壓尖峰，可能是非常大的負(fù)尖峰。放置在感性負(fù)載兩端的反激式二極管將為負(fù)電壓信號(hào)提供一條安全的放電路徑，實(shí)際上是通過(guò)電感和二極管反復(fù)循環(huán)，直到它最終消失。
反激二極管電路
對(duì)于這款令人驚嘆的小半導(dǎo)體元件，這只是少數(shù)應(yīng)用。
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