今天給大家分享19 個(gè)常見(jiàn)的二極管應(yīng)用電路，都是一些常用到并且典型的電路。

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二極管保護(hù)電路

1、二極管反極性保護(hù)電路

肖特基二極管常用于保護(hù)電路，如反極性電路，因?yàn)樗恼驂航档?，下圖為常見(jiàn)的反極性電路。

當(dāng) Vcc 和地以正確的極性連接時(shí)，二極管正向傳導(dǎo)，負(fù)載接收功率。與整流二極管的 0.7V 相比，肖基特二極管上的正向壓降在 0.04V 左右非常少，這樣二極管上的功率損耗不會(huì)太大，而且肖特基二極管可以允許更多的電流通過(guò)它，還具有更快的開(kāi)關(guān)速度，因此可以用于高頻電路。

二極管反極性保護(hù)電路

什么是肖特基二極管

2、二極管反向電流保護(hù)電路

與電源正極串聯(lián)放置的二極管稱為反向保護(hù)二極管，可以確保電流只能沿正向流動(dòng)，并且電源僅向你的電路施加正電壓。

當(dāng)電源連接器沒(méi)有極化時(shí)，這種二極管應(yīng)用很有用。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。

二極管反向電流保護(hù)電路

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二極管整流電路

1、半波整流電路

僅將交流信號(hào)的半波轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)的過(guò)程稱為半波整流電路，這種類型的整流是通過(guò)只使用一個(gè)二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)的，只留下一半信號(hào)。

半波整流電路

2、橋式全波整流電路

全波整流電路將交流信號(hào)的全波轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)。它由四個(gè)特定配置的二極管組成，稱為橋式整流器。

橋式全波整流電路

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二極管穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓器用于將輸入電壓降低到所需的水平，并在電源波動(dòng)的情況下保持不變，也可以用來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。

齊納二極管通常用作電壓調(diào)節(jié)器，因?yàn)樗O(shè)計(jì)為在反向偏置條件下工作。當(dāng)處于正向偏置時(shí)，它的行為就像一個(gè)正常的信號(hào)二極管。另一方面，當(dāng)施加反向電壓時(shí)，電壓在很寬的電流范圍內(nèi)保持恒定。

在下面的電路中，輸入電壓可以在 0V 到 12V 之間變化，但輸出電壓永遠(yuǎn)不會(huì)超過(guò) 5.1V，因?yàn)辇R納二極管的反向擊穿電壓（齊納電壓）為 5.1V，當(dāng)輸入電壓低于 5.1V 時(shí)，輸出電壓將等于輸入電壓，但當(dāng)超過(guò) 5.1V 時(shí)，輸出電壓將被調(diào)節(jié)為 5.1V。

二極管穩(wěn)壓電路

該電路的這一特性可用于保護(hù) 5V 的 ADC 引腳（過(guò)壓保護(hù)電路），因?yàn)樵撘_可以讀取 0-5V 的電壓，但如果超過(guò) 5V，齊納二極管將不允許過(guò)壓。同樣，當(dāng)輸入電壓很高時(shí)，可以使用相同的電路為負(fù)載調(diào)節(jié) 5.1V。但是這種電路的電流限制非常小。

在使用齊納二極管設(shè)計(jì)電路時(shí)，要考慮的一件重要事情是齊納電阻，齊納電阻用于限制通過(guò)齊納二極管的電流，從而保護(hù)其免受加熱和損壞，齊納電阻的值取決于齊納二極管的齊納電壓和額定功率。

齊納串聯(lián)電阻 Rs 的計(jì)算公式如下所示

齊納串聯(lián)電阻 Rs 的計(jì)算公式

對(duì)于 1N4734A 齊納二極管，Vz 值為 5.9 V，Pz 為 500mW，現(xiàn)在電源電壓 (Vs) 為 12V，Rs 值為

Rs = (12-5.9)/Iz

Iz = Pz/Vz = 500mW / 5.9V = ~85mA

因此，Rs = (12-5.9)/85 = 71 Ω

Rs = 71ohms（大約）

之前有文章詳細(xì)講過(guò)齊納二極管，大家可以直接點(diǎn)擊進(jìn)入：

什么是齊納二極管？幾分鐘教你弄懂齊納二級(jí)管工作原理

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二極管續(xù)流電路

續(xù)流二極管基本上是一個(gè)連接在感性負(fù)載端子上的二極管，以防止在開(kāi)關(guān)兩端產(chǎn)生高壓。

當(dāng)電感電路關(guān)閉時(shí)，續(xù)流二極管為電感衰減電流的流動(dòng)提供短路路徑，從而消耗電感中存儲(chǔ)的能量。

續(xù)流或反激二極管的主要目的是通過(guò)提供短路路徑來(lái)釋放電感中存儲(chǔ)的能量，否則電路電流的突然衰減將在開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)和二極管上產(chǎn)生高電壓。

當(dāng)開(kāi)關(guān) S 閉合時(shí)，通過(guò)電路的穩(wěn)態(tài)電流 I 為 (V/R)，因此電感中存儲(chǔ)的能量為 (LI 2 )/2。當(dāng)此開(kāi)關(guān) S 打開(kāi)時(shí)，電流會(huì)突然從穩(wěn)定值 I = (V/R) 衰減到零。

由于電流的這種突然衰減，等于 L(di/dt)的高反向電壓（根據(jù)楞次定律）將出現(xiàn)在電感端子上，因此會(huì)出現(xiàn)在二極管和開(kāi)關(guān)上，這將導(dǎo)致開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生火花。

如果這個(gè)反向電壓超過(guò)二極管的峰值反向電壓，那么它可能會(huì)損壞。為了避免這種情況發(fā)生，一個(gè)稱為續(xù)流或反激二極管的二極管連接在電感負(fù)載 RL 上，如下圖所示。

二極管續(xù)流電路

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二極管檢波電路

峰值檢測(cè)器電路用于確定輸入信號(hào)的峰值（最大值） ，將輸入電壓的峰值存儲(chǔ)無(wú)限長(zhǎng)的時(shí)間，直到達(dá)到復(fù)位條件。

峰值檢測(cè)器電路利用其跟蹤輸入信號(hào)的最大值并將其存儲(chǔ)的特性。

下圖顯示了基本正峰值檢測(cè)器的電路 ：

峰值檢測(cè)器由一個(gè)二極管和電容以及一個(gè)運(yùn)算放大器組成，如上圖所示。峰值檢測(cè)電路不需要任何復(fù)雜的元件來(lái)確定輸入波形的峰值。

工作原理：跟隨輸入波形的峰值并以電壓的形式存儲(chǔ)在電容中，到進(jìn)一步移動(dòng)的時(shí)間，如果電路檢測(cè)到更高的峰值，新的峰值將存儲(chǔ)在電容器中，直到它被放電。

電路中使用的電容由施加的輸入信號(hào)通過(guò)二極管充電，二極管上的小電壓降被忽略，電容被充電到施加的輸入信號(hào)的最高峰。

二極管檢波電路

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二極管限幅電路

限幅電路是由二極管制成的電路，用于通過(guò)對(duì)信號(hào)的正半部分或負(fù)半部分或兩半部分進(jìn)行削波或切割來(lái)整形信號(hào)波形，它用于限制預(yù)定點(diǎn)的電壓。

二極管限幅電路

之前有文章詳細(xì)講過(guò)二極管限幅電路

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二極管鉗位電路

鉗位器是一種電路，可在不扭曲信號(hào)形狀的情況下向信號(hào)添加正或負(fù) DC 值偏移。

信號(hào)的峰峰值保持不變，鉗位器由一個(gè)帶電容的二極管組成。

二極管鉗位電路

之前有文章詳細(xì)講過(guò)二極管鉗位電路

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二極管倍壓電路

半波倍壓器的電路圖如下所示。

正半周期：二極管 D1 正向偏置，所以它允許電流通過(guò)它，該電流將流向電容 C1 并將其充電至輸入電壓 IeVm 的峰值。然而，電流不會(huì)流向電容 C2 ，因?yàn)槎O管 D2 是反向偏置的，因此二極管 D2 阻止了流向電容 C2 的電流。因此，在正半周期間，電容 C1 被充電而電容 C2 未被充電。

負(fù)半周期：二極管 D1 被反向偏置。因此二極管 D1 將不允許電流通過(guò)它。因此，在負(fù)半周期間，電容 C1不會(huì)被充電。然而，存儲(chǔ)在電容 C1中的電荷 (V m ) 被放電(釋放)。

另一方面，二極管 D2 在負(fù)半周期間正向偏置，所以二極管 D2 允許電流通過(guò)它。該電流將流向電容 C2 并對(duì)其充電。因?yàn)檩斎腚妷?Vm 和電容 C1 電壓 Vm 被添加到電容 C2 ，所以電容 C2 充電到值 2Vm。

因此，在負(fù)半周期間，電容 C2 由輸入電源電壓 Vm 和電容 C1 電壓 Vm 充電。因此，電容 C2 被充電至 2m。

二極管倍壓電路

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二極管AM 包絡(luò)檢波器或解調(diào)器

帶電容的二極管是用于解調(diào) AM 信號(hào)的最簡(jiǎn)單和最便宜的電路。

音頻信息信號(hào)存儲(chǔ)在由二極管檢測(cè)的 AM 調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)中，因?yàn)樗辉试S信號(hào)的正半周期。

二極管AM 包絡(luò)檢波器或解調(diào)器

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二極管邏輯電路

簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯門，如 AND 或 OR，可以用二極管構(gòu)建。

例如，一個(gè)二極管雙輸入或門可以由兩個(gè)具有共享陰極節(jié)點(diǎn)的二極管構(gòu)成。邏輯電路的輸出也位于該節(jié)點(diǎn)。每當(dāng)任一輸入（或兩者）為邏輯 1（高/5V）時(shí)，輸出也變?yōu)檫壿?1。當(dāng)兩個(gè)輸入均為邏輯 0（低/0V）時(shí)，輸出通過(guò)電阻拉低。

二極管邏輯電路

與門的構(gòu)造方式類似，兩個(gè)二極管的陽(yáng)極連在一起，就是電路的輸出所在的位置，兩個(gè)輸入都必須為邏輯 1，迫使電流流向輸出引腳并將其拉高。如果任一輸入為低電平，來(lái)自 5V 電源的電流將流過(guò)二極管。

對(duì)于兩個(gè)邏輯門，只需添加一個(gè)二極管即可添加更多輸入。

二極管邏輯電路

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二極管電壓尖峰抑制電路

瞬態(tài)電壓抑制 (TVS) 二極管通常用于限制意外的大電壓尖峰造成的潛在損害。瞬態(tài)電壓抑制 (TVS) 二極管有點(diǎn)像齊納二極管，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)）。

瞬態(tài)電壓抑制 (TVS) 二極管設(shè)計(jì)目的是在電壓超過(guò)其擊穿電壓時(shí)分流電流并吸收能量。

反激二極管在抑制電壓尖峰方面也有類似的作用，特別是那些由電感元件（如電機(jī)）引起的尖峰。

當(dāng)通過(guò)電感的電流突然變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓尖峰，可能是一個(gè)非常大的負(fù)尖峰，放置在感性負(fù)載上的反激二極管將為負(fù)電壓信號(hào)提供安全的放電路徑，實(shí)際上循環(huán)通過(guò)電感和二極管，直到它最終消失。

二極管電壓尖峰抑制電路

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二極管電壓參考電路

齊納二極管在各種電子電路中用作電壓參考，為偏置提供穩(wěn)定的電壓。齊納二極管在反向偏置下作為電壓調(diào)節(jié)器運(yùn)行，并在寬電流范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的電壓。

二極管電壓參考電路

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二極管無(wú)線電解調(diào)電路

調(diào)幅無(wú)線電廣播的解調(diào)是二極管的一個(gè)重要應(yīng)用。幅度調(diào)制信號(hào)由交替的正負(fù)電壓峰值組成，其幅度或“包絡(luò)”與原始音頻信號(hào)成比例，但平均值為零。

晶體二極管對(duì)幅度調(diào)制信號(hào)進(jìn)行整流，從而產(chǎn)生具有所需平均幅度的信號(hào)，一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)濾器用于檢索平均值，然后將其放入產(chǎn)生聲音的音頻轉(zhuǎn)換器中。

二極管無(wú)線電解調(diào)電路

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二極管溫度測(cè)量電路

二極管可用作溫度監(jiān)測(cè)設(shè)備，因?yàn)槎O管上的正向壓降與溫度有關(guān)。電壓看起來(lái)具有正溫度系數(shù)，因此根據(jù)肖克利理想二極管方程，它取決于摻雜濃度和工作溫度。

溫度系數(shù)可能像普通熱敏電阻一樣為負(fù)，也可能像在低于 20 開(kāi)氏度的溫度下工作的溫度感應(yīng)二極管一樣為正。

二極管作為溫度傳感器

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二極管倍頻電路

當(dāng)電流通過(guò)二極管時(shí)，一半的周期被切斷。無(wú)論頻率如何，只要二極管電容不太大，從 60 Hz 電流通過(guò) RF 都會(huì)發(fā)生這種情況。

二極管的輸出波看起來(lái)與輸入波有很大不同，這種情況稱為非線性。每當(dāng)電路中存在任何類型的非線性時(shí)。

每當(dāng)輸出波形的形狀與輸入波形不同時(shí)，輸出中就會(huì)出現(xiàn)諧波頻率，這些是輸入頻率整數(shù)倍的波。

通常，非線性是不可取的，然后工程師努力使電路線性化，使輸出波形與輸入波形具有完全相同的形狀，但有時(shí)需要一個(gè)會(huì)產(chǎn)生諧波的電路.，然后故意引入非線性。

二極管非常適合這一點(diǎn)，一個(gè)簡(jiǎn)單的倍頻電路如圖所示，輸出 LC 電路被調(diào)諧到所需的第 n 次諧波頻率 nfo，而不是輸入或基頻 fo。

為了使二極管用作倍頻器，必須是在相同頻率下也能很好地用作檢測(cè)器的類型。這意味著該組件應(yīng)充當(dāng)整流器，而不是電容。

二極管倍頻電路

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二極管頻率控制電路

當(dāng)二極管反向偏置時(shí)，在 PN 結(jié)處有一個(gè)具有介電特性的區(qū)域，這被稱為耗盡區(qū)，因?yàn)樗鄙俣鄶?shù)電荷載流子，該區(qū)域的寬度取決于幾個(gè)因素，包括反向電壓。

只要反向偏壓小于雪崩電壓，改變偏壓就可以改變耗盡區(qū)的寬度，這導(dǎo)致結(jié)的電容發(fā)生變化。電容總是很小（皮法量級(jí)），與反向偏壓的平方根成反比。

一些二極管是專門為用作可變電容而制造的，這些是變?nèi)荻O管。有時(shí)你會(huì)聽(tīng)到它們被稱為可變電容，它們由硅或砷化鎵制成。

變?nèi)荻O管的常見(jiàn)用途是在稱為壓控振蕩器 (VCO) 的電路中。使用線圈和變?nèi)荻O管的電壓調(diào)諧電路如下圖所示。

下圖為一個(gè)并聯(lián)調(diào)諧電路，與變?nèi)荻O管相比，其值較大的固定電容器用于防止線圈使變?nèi)荻O管兩端的控制電壓短路。

二極管頻率控制電路

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二極管光耦隔離電路

光電隔離器是一種設(shè)備，它有兩個(gè)二極管：一個(gè)是光源或發(fā)射器，通常是發(fā)光二極管（LED），另一個(gè)是用作光電傳感器的光電二極管。

LED 將電輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為光，光電二極管檢測(cè)入射光并根據(jù)入射光產(chǎn)生相應(yīng)的電能。

一個(gè)基本的光耦合器如下所示：

二極管光耦隔離電路

之前有文章詳細(xì)講過(guò)光電二極管電路，大家可以直接點(diǎn)擊進(jìn)入：

你想知道的光電二極管知識(shí)，一文給你講明白

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二極管混頻電路

混頻器是一種提供新信號(hào)的電路，其頻率是兩個(gè)輸入信號(hào)的和或差。

二極管用于混頻器中以改變信號(hào)的頻率，例如調(diào)制用于在超外差接收器中傳輸或解調(diào)的信號(hào)。

雙工器通過(guò)疊加輸入 RF 和 LO 信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)二極管。

二極管偏置在直流電壓 ，通過(guò)隔直電容 與 RF 和 LO 信號(hào)路徑去耦。RF 扼流圈阻止 RF/LO 信號(hào)進(jìn)入偏置源。由于二極管非線性而產(chǎn)生的高頻分量被中頻濾波器濾除，只允許中頻分量出現(xiàn)在輸出端。

二極管混頻電路

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二極管光源電路

LED 是電流驅(qū)動(dòng)的，當(dāng)置于正向偏置模式時(shí)會(huì)出現(xiàn)一定的電壓降，正向壓降 (V F ) 范圍為 1.2V 至 4.0V，取決于 LED 使用的復(fù)合材料類型。

當(dāng)施加大于正向壓降的電壓并且電流流過(guò) LED 時(shí)，LED 就會(huì)發(fā)光。

過(guò)大的電流會(huì)損壞 LED 的敏感 PN 結(jié)，因此需要在 LED 和電壓源之間插入適當(dāng)?shù)拇?lián)電阻，串聯(lián)電阻值不應(yīng)超過(guò) LED 額定電流的 80%，并應(yīng)允許足夠量的電流使 LED 顯著變亮。