二极管在电路中的应用特性
二极管是一种常用的半导体器件,也被称为晶体二极管。它是由一个P型半导体和N 型半导体形成的P-N结,并在P-N结两端引出相应的电极引线,再加上管壳密封制成的, 电路符号及形状如下图所示。
二极管最重要的特性就是单向导电性,即在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。不同种类二极管的功能和基本特性大致相同。
一、二极管的功能
二极管是诞生最早的半导体器件之一,应用非常广泛,突出的特点是单向导电性,即正向导通,反向截止特性,常见二极管有整流二极管、稳压二极管、检波二极管等。
1、整流二极管的功能
整流二极管可以构成半波整流电路或全波整流电路。
a.二极管半波整流电路
下图所示为二极管构成的半波整流电路,在交流电压处于正半周时,二极管导通:在交流电压处于负半周时,二极管截止,因而交流电经二极管VD 整流后就变为脉动直流电压(缺少半个周期)。然后再经RC滤波即可得到比较稳定的直流电压。
b.二极管全波整流电路
下图所示为二极管构成的全波整流电路,在该电路中,变压器次级绕组采用中心抽头方式,两输出端分别连接了两个整流二极管。这样,由变压器次级绕组中间抽头为基准组成上下两个半波整流电路。VD1对交流电正半周电压进行整流;二极管VD2对交流电负半周的电压进行整流,这样最后得到两个合成的电流,称为全波整流。
2、稳压二极管的功能
下图所示为稳压二极管构成的稳压电路。在该电路中,二极管VD起整流的作用,二极管VS起稳压的作用。
稳压二极管VS负极接外加电压的高端,正极接外加电压的低端。当稳压二极管VS反向电压接近稳压二极管VS的击穿电压值(5V)时,电流急剧增大,稳压二极管VS呈反向击穿状态,该状态下稳压二极管两端的电压保持不变(5V),从而实现稳定直流电压的功能。为了满足电路的需要,工厂要制造出各种稳压值的稳压二极管,出厂后的稳压二极管其稳压值是不会变的,例如有5V的稳压二极管、6V的稳压二极管,还有9V、10V、12V、15V等稳压二极管。
3、检波二极管的功能
下图所示为检波二极管构成的超外差收音机检波电路,在该电路中,VD为检波二极管。第二中放输出的调幅波加到二极管VD负极,由于二极管单向导电特性,其负半周调幅波通过二极管,正半周被截止,通过二极管VD后输出的调幅波只有负半周。负半周的调幅波再由RC滤波器滤除其中的高频成分,电容C3阻止其中的直流成分,输出的就是调制在载波上的音频信号,这个过程称为检波。
二、二极管的极性识别
二极管的基本特性是单向导电性,因而二极管的两端是有极性的。为了判别极性,在半导体二极管的表面白色一定代表负极,或用黑线隔开,或根据半导体二极管引脚的长短进行划分正、负极,如下图所示。