常用电子元器件简单介绍——二极管

常用电子元器件简单介绍——二极管

      几乎在所有的电子电路上，都要用到二极管，它在许多电路中起着重要作用，它是诞生最早的半导体器件之一。

二极管原理图

二极管分类

       二极管种类很多：接照所用的半导体材料划分，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（si管）；根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管等；按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。

二极管的导电特性

       二极管最重要的特性就是单向导电性。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0.2V，硅管约为0.6V）以后，二极管才能真正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V)，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，二极管将失去单向导电特性，这种状态称为二极管击穿。

二极管应用电路

       图1是太阳能电站控制器设计中电源降压部分电路图，图1中左边输入连接电站蓄电池组，该电压变化范围为48 ~65V，通过本电路后，在最右端标注47V处可以输出稳定的46.3V左右的电压，该电压直接接DC-DC模块输入端，模块的输出端就可得到我们需要的+15V或其他电压。别看这个电路仅有7个元件，但它们中的每个元件发挥的作用都是非常大的，这7个元件中有三个属于二极管，可见二极管在电路中的重要性，下面对该电路图所有元件进行详细介绍。

图1 二极管应用电路

①RN1大家千万别认为RN1是一个电容，只是原理图中它长的像电容而已，这是一个1A的自恢复保险，当流过RN1的电流超过1A时，该元件就会自动切断电路。加入该元件的主要目的是为了防止电路板上发生短路或过流时损坏电路板上元件，当电路中有短路现象时，电流会在瞬间达到很大值，通过RN1的电流只要超过1A就会自动切断电流，从而有效地保护电路。当短路现象解除，电流降下来时，RN1 又会重新接通，这就是所谓的“自恢复保险”。

②Z1这是一个1.5KE100V瞬态抑制二极管，它主要的作用是防止电路板遭遇雷击。瞬态抑制二极管又叫瞬态抑制器，Z1可以承受最大1.5kV 的瞬间电压，但它只能允许低了100V的电压通向D1，高于100V的电压会被它全部吸收，由此可知该瞬态抑制二极管在这里起到防止过压进而保护电路的作用。需要注意，高于100V的电压不可长时间加在它的两端。

③D1普通二极管1N4007，这里起单向导电作用，如果用户不小心将蓄电池极性接反，因为有这个二极管的存在，电路也不会形成回路，从而保护电路板上元件不被损坏。

④Q1是NPN型三极管，主要起扩流的作用，前端来的电压经过4.7k电阻和47V稳压管稳压后，电流会变得非常弱小，必须使用该三极管放大电流后才可供给后级使用。

⑤DW1是47V稳压二极管。稳压二极管必须反向接才能正常工作，如图1所示，本电路将前端高于47V的电压稳定在47V，R1用来消耗损失掉的这部分电压，由此可见，稳压二极管必须和电阻配合使用才能起到稳压的作用。比如前端电压为55V，稳压到47V后，必须有一电阻来承受这8V的压降，电阻的阻值也要合理选择，需要计算通过它的电流，还要计算下一级三极管的电流放大倍数，再结合负载最大功率最终选取合适电阻。如果稳压二极管用在一般仅提供稳定电压的电路上，那这个扩流三极管可以省去，稳压二极管的阴极直接输出电压就可以。

⑥C1是滤波电容，滤除尖峰脉冲，保持三极管Q1输出端电压更加稳定。