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1、用了很久二极管了,我以为我是比较懂二极管的,可是,今天老大问我:(1)为什么在DC-DC的输出端功率电感的旁边要加个二极管?(2)为什么非得是肖特基二极管比较好?额,额,“整流? ”“稳压? ”还是“检波? ”我凌乱了.好吧,我答不上来了 原来我不懂二极管就如法海,不懂爱.一般于是,有了下文,恶补基础,基础薄弱则行之不远啊1、何为“二极管”?二极管就是电流的一个单向门(在火车站进出站里最常见,只能单方面通行.),当二极管的 阳极相对于阴极的的电压为正时,则叫“正向偏置”,并且这个正向偏置电压要大于二极管 它自己本身制造材料所决定的导通电压,二极管才允许电流你过去;反之,当极性相反(又 叫“反向
2、偏置”)或者正向偏置电压小于导通电压,这两种情况下,二极管是不会允许电流 通过的。从根本上讲,如果你明白PN结,那好办多了,二极管里面就是一个PN结。2、二极管的两兄弟根据制造材料不一样,二极管可分为硅二极管和错二极管(错zhe,第三声,这个字我一 直念zhu,丢人啊,PS:搜狗输入法有个好处:如果不懂某个字怎么拼,先按字母U,然后 输入这个字的偏旁部首即找到该字.打不出某些字真的会很尴尬的.)(1)硅二极管导通电压0.6V0.7V,至少需要0.6V,散热能力要比错二极管强;(2)错二极管导通电压0.2V0.3V,至少需要0.2V,散热能力不如硅二极管,当发热温度超过85度,错二 极管将失效不
3、可用。3、二极管的命名通常,在应用中,我们会直接让二极管的名称就表明了它的用途。如:(1)整流二极管:对通过的大电流或高电压进行整流;型号如 1N4001,1N4007,1N5002,50006,5008 等;(2)开关二极管:当成一个开关用,当满足一定条件时就开,反之关;型号如1N914;(3)检波二极管:对信号进行检波;型号如1N4148,1N4445, 1N34A,1N67A,1N191等;(4)稳压二极管:此种二极管又叫齐纳二极管,特性是直到临界反向击穿电压前都具有很 高电阻,在击穿点上则电阻很小,此时即使电流增加,只要不超过极限电流值,电压会保持 恒定值。所以它是反向使用,用作稳压的
4、;击穿电压通常就是它的稳定电压,型号如: 1N5225B,1N4733A,1N4739A 等;(5)肖特基二极管:这个二极管很特殊,它不是一般的硅二极管或者错二极管,由一个叫 肖特基的人发明,所以为纪念他而取此名。由两个很重要的特性:一是结电压阈值可低至 0.15V,通常大一些是0.4V多一些。二是具有极低的结电容和更快的开关速度(10ns);所 以它可以检测到普通二极管无法检测的低电压高频率信号。同时,又因为它产生的热量较少, 因而需要的散热器也小,所以通常应用在电源产品中。型号如: 1N5817581858195822,1N6263 等;(6)变容二极管:顾名思义,变容,它的结电容是随着反
5、向电压的改变而改变的。变容二 极管的可变范围通常是几PF到100PF。通常用于限制高频率的射频电路中,用所加的电压 来改变其电容,从而改变振荡器的频率。当时做发射机时便用上了它。4、二极管的用途4.1最常用的反向极性保护:为了防反接电源,烧坏芯片,通常是反向接一个二极管,有两种连接方式:(1)串联连接:二极管必须通过全部负载电流,消耗掉0.6V的电压,减小了仪器的工作时 间;所以要根据电路的电流大小选择二极管;(2)并联连接:一旦反接,电流就会从二极管这个回路流过,不会流去主电路。这个方法 的缺点是:电流很大,所以要选择适合功率和电流的二极管。串联二极管并联二极管4.2最危险的用途一制瞬态根据
6、法楞次定律可知,当流经一个电感的电流突然被关断后,突然消失的磁场会在电感线圈 上产生一个很高电压的脉冲,电压幅值高达几百伏甚至上千伏,如果不加以疏通的话,电感 所在回路将很容易受到伤害。如果此时将一个二极管并联在电感两侧,那么二极管为高压脉 冲提供了短路通道,从而保护了相邻的电路。一般用在开关电源、继电器和电动机上。如下 图所示:通常选择足够功率容量的整流二极管或者肖特基二极管。如上图就是肖特基二极管。肖特基二极管价格贵些,但是反应液快些。注意无论何种二极管,一定要充分估量高脉冲的 电压,所选二极管能够对付得来。这活还是比较危险的。4.3最好玩的用途一进行箝位由于二极管有个导通电压,一般是硅二
7、极管的话就是0.6V,所以,可以同时增加一个反向的 二极管在信号波形的正向和负向上进行箝位,举例如下:AA/1VW输入信号的幅值一旦比VCC高0.2或0.6V以上的话,会直接流向正电源端;一旦比VEE小 0.2V或0.6V以上的话,会直接流向负电源端,从而保护了运放的输入端。其他电路类似如 此原理。4.4最广泛的用途一整流整流是充分低利用了二极管的单向导电性。通过阻塞波形的负半周把交流信号转换为脉动 的直流信号。通常是与电容一起联合使用,二级管串联,电容并联,电容的作用是通过充放 电使得输出脉冲更加平滑,更趋近直流,是为滤波电容。根据需要,分为半波整流和全波整 流。下面是半波整流的举例:4.5
8、最想不到的用途倍压在接触了箝位的用途后,二极管最让我想不到的地方便是,与电容联合使用还可以倍压的。 仅需要两个电容和两个二极管,输出端便可以得到输入信号的两倍幅值的电压。举例如下图:22 Ov当然,前提是输入信号是交流信号。在输入信号的负半周,D1导通,给C1充电至峰值电压 Vin,然后在下一个正半周,D2导通,给C2充电,由于之前C1已经充至Vin电压,所以C2 上的电压为变压器A边的峰值电压Vin加上C1存储的电压的总和,就是2Vin.在下一个负 半周,D2不导通,C2将对负载放电。所以得到了 2倍的输入电压。是为倍压。o 74.6最怪异的用途一稳压我一开始觉得稳压二极管很怪,因为它是反着用的,正负颠倒使用,居然不会烧掉,等后来 看书知道它的工作原理后便释然了。它也不容易啊。原理已在上面讲过,所以不赘述。5、结局好了,回归最开始的问题,开关电源中电感旁边的二极管作用便十分清晰明了抑制瞬态,保护电感所在回路。之所以选择肖特基二极管的原因是因为肖特基二极管的反应 速度更快,以及它的导通电压更低。