大家好，從今日起我新建了一個電子類專欄，該專欄將逐個介紹電路設計過程中經常用到的元器件，力求以最簡潔的文字描述，讓大家快速的掌握元器件的使用方法，并學會如何設計硬件電路、如何設計電子產品，專欄持久更新。

前文《電子入門04：電感的基本知識和用法》講解了如下與電容相關的內容：

1. 電感的含義相關的基礎知識；
2. 電感的分類相關的基礎知識；
3. 電感的典型電路及使用方法；

今天和大家一起來看一下二極管的相關知識內容和典型的使用方法。在本章節中，您會看到如下幾部分的內容：

1. 二極管的基本概念相關的知識；
2. 二極管的分類相關的基本知識；
3. 二極管典型應用和電路等知識；

1.二極管的基本概念相關的知識

二極管的全稱是晶體二極管，是一種具有單向導電特性的半導體器件，其內部結構由P型半導體和N型半導體構成，在外部具有兩個引腳，P型半導體所引出的電極引腳叫做陽極，N型半導體所引出的電極引腳叫做陰極，P型半導體和N型半導體所燒結而成的接合面就是PN結。其電氣符號和電路符號如圖1所示。

1-二極管內部結構和電氣符號

二極管具有單向導電特性，當PN結正向偏置時，二極管導通；二極管反向偏置時，二極管截止不導通。二極管的特性曲線如圖2所示。

2-二極管的特性曲線

當給二極管兩端加正向電壓并且電壓大于二極管的開啟電壓后，二極管導通，并且在工作范圍內二極管的導通壓降基本維持在一個固定的值左右，不會有較大的變化。這個值，硅管大約是0.7V，鍺管大約是0.2V。未導通之前的電壓范圍叫做二極管的死區電壓。

當給二極管兩端加反向電壓時，二極管處于截止狀態幾乎沒有電流流過，但是當反向電壓達到一定程度后，二極管的反向電流突然增大，這表明二極管被擊穿。所以在使用二極管時應避免其反向電壓過高。

二極管是有方向區分的，不管是直插的還是貼片的，在其柱體的一端有一條橫杠，該橫杠代表的是二極管的負極，另一端代表的是二極管的正極。如圖3所示。

3-二極管的方向區分

2.二極管的分類相關的基本知識

二極管的種類繁多，各式各樣。按照材料分，有硅管、鍺管等；按照制造工藝可以分為點接觸型二極管和面接觸型二極管；按照功能可以分為：整流二極管、檢波二極管、開關二極管、穩壓二極管、肖特基二極管、發光二極管、、快恢復二極管、瞬態抑制二極管等。下面介紹幾個典型的二極管。

發光二極管

發光二極管是二極管的一種，主要起到指示和照明作用，當給發光二極管通以合適的電流之后，二極管即會發光，可以用作電源指示、狀態指示和照明用。發光二極管有紅色、綠色、藍色、白色、黃色等，根據其顏色不同，其工作電流和正向壓降也不完全相同，其工作電流的一般范圍為2-20mA，正向壓降的一般范圍為0.8-2V。

發光二極管的驅動方式一般有三種方式：1)拉電流方式；2)灌電流方式；3)硬件方式。如圖4所示。

4-發光二極管的驅動方式

拉電流方式和灌電流方式主要是針對單片機驅動發光二極管的情況，所謂拉電流是由單片機輸出高電平驅動二極管，所謂灌電流是由單片機輸出低電平驅動二極管，建議灌電流的方式。

穩壓二極管

穩壓二極管的工作狀態是處于反向擊穿狀態，當穩壓二極管被擊穿后，二極管兩端的電壓將會穩定在某個固定值附近，起到對電壓的鉗位作用，一般起到對后級電路的保護作用和穩壓作用。其典型的電路如圖5所示。

5-穩壓二極管應用電路

必須要注意的是，穩壓二極管要反向連接在電路中，即二極管的陽極接電源負，陰極接電源正。

瞬態抑制二極管TVS

瞬態抑制二極管的英文簡稱為TVS管，它是一種保護器件，當兩端受到高能量的沖擊時，TVS管瞬間將自身的高阻轉化為低阻，從而吸收大電流保護后級電路。TVS管可以分為單向TVS和雙向TVS，其位置一般在電源的輸入端，防止瞬間的高于損壞后級的破壞電路，典型電路如圖6所示。

6-TVS典型應用電路

3.二極管典型應用和電路等知識

二極管的主要特性就是單向導電特性，其所有的應用基本上都是以這個特性為依據的。在本章節中主要介紹如下幾個應用：整流電路應用、續流二極管應用、防反接應用。對于其他應用可以私信我獲取售后支持。

整流電路應用

所謂整流，就是將直流轉化為交流的過程，所用的器件是整流橋，而整流橋是由四個二極管所構成的，交流電經過整流橋后變為脈動直流，通過加大電容濾波可以變為較為平滑的直流。整流電路以及電流的方向如圖7所示。

7-典型的整流電路

續流二極管應用

續流二極管一般用于感性負載中，反向并聯在感性負載兩端，最典型的應用就是繼電器驅動電路。如圖8所示。

8-續流二極管典型應用

由于感性負載具有阻礙電流變化的特性，當繼電器線圈在失電的瞬間，會在線圈兩端感應出反向電動勢，該反向電動勢會非常高可能會超過三極管的集電極-發射極之間的耐壓，從而把三極管擊穿。在線圈兩端反向并聯一個二極管后，反向電動勢經過續流二極管泄放，從而保護了三極管。

除此之外，續流二極管在DC/DC電路中也有非常重要的應用，這一部分在《電子入門03：電感的基本知識和用法》中詳細描述過，大家可以翻閱。

防反接應用

在接電源線的時候，可能由于粗心把電源線給接反了把產品燒掉，為了防止這種情況，可以在電源輸入端加入一個二極管，利用二極管的反向導電特性，實現電源防反接，即使電源被接反，由于二極管不能導通，也不會把后級電路給燒掉。典型電路圖如圖9所示。

9-二極管防電源反接

由于二極管存在正向壓降，所以對于低電壓的情況，要考慮二極管壓降的影響 。除此之外，可以使用MOS實現電源防反接，甚至可以使用整流橋來實現電源的無極性接線。

相信通過以上內容大家對二極管有了一定的認識，如果由疑問的地方歡迎留言討論，或者私信我。在下一章節中，您將學習到有關三極管的相關知識。

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