二極管電路詳解應(yīng)用

許多初學(xué)者對(duì)二極管很“熟悉”，提起二極管的特性可以脫口而出它的單向?qū)щ娞匦�，說到它在電路中的應(yīng)用第一反應(yīng)是整流，對(duì)二極管的其他特性和應(yīng)用了解不多，認(rèn)識(shí)上也認(rèn)為掌握了二極管的單向?qū)щ娞匦�，就能分析二極管參與的各種電路，實(shí)際上這樣的想法是錯(cuò)誤的，而且在某種程度上是害了自己，因?yàn)檫@種定向思維影響了對(duì)各種二極管電路工作原理的分析，許多二極管電路無法用單向?qū)щ娞匦詠斫忉屍涔ぷ髟�理�?br />
二極管除單向?qū)щ娞匦酝�，還有許多特性，很多的電路中并不是利用單向?qū)щ娞匦跃湍芊治龆�極管所構(gòu)成電路的工作原理，而需要掌握二極管更多的特性才能正確分析這些電路，例如二極管構(gòu)成的簡易直流穩(wěn)壓電路，二極管構(gòu)成的溫度補(bǔ)償電路等。

二極管簡易直流穩(wěn)壓電路及故障處理

二極管簡易穩(wěn)壓電路主要用于一些局部的直流電壓供給電路中，由于電路簡單，成本低，所以應(yīng)用比較廣泛。

二極管簡易穩(wěn)壓電路中主要利用二極管的管壓降基本不變特性。

二極管的管壓降特性：二極管導(dǎo)通后其管壓降基本不變，對(duì)硅二極管而言這一管壓降是0.6V左右，對(duì)鍺二極管而言是0.2V左右。

如圖9-40所示是由普通3只二極管構(gòu)成的簡易直流穩(wěn)壓電路。電路中的VD1、VD2和VD3是普通二極管，它們串聯(lián)起來后構(gòu)成一個(gè)簡易直流電壓穩(wěn)壓電路。

圖9-403只普通二極管構(gòu)成的簡易直流穩(wěn)壓電路

1.電路分析思路說明

分析一個(gè)從沒有見過的電路工作原理是困難的，對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)不全面的初學(xué)者而言就更加困難了。

關(guān)于這一電路的分析思路主要說明如下。

(1)從電路中可以看出3只二極管串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路特性可知，這3只二極管如果導(dǎo)通會(huì)同時(shí)導(dǎo)通，如果截止會(huì)同時(shí)截止。

(2)根據(jù)二極管是否導(dǎo)通的判斷原則分析，在二極管的正極接有比負(fù)極高得多的電壓，無論是直流還是交流的電壓，此時(shí)二極管均處于導(dǎo)通狀態(tài)。從電路中可以看出，在VD1正極通過電阻R1接電路中的直流工作電壓+V，VD3的負(fù)極接地，這樣在3只串聯(lián)二極管上加有足夠大的正向直流電壓。由此分析可知，3只二極管VD1、VD2和VD3是在直流工作電壓+V作用下導(dǎo)通的。

(3)從電路中還可以看出，3只二極管上沒有加入交流信號(hào)電壓，因?yàn)樵赩D1正極即電路中的A點(diǎn)與地之間接有大容量電容C1，將A點(diǎn)的任何交流電壓旁路到地端。

2.二極管能夠穩(wěn)定直流電壓原理說明

電路中，3只二極管在直流工作電壓的正向偏置作用下導(dǎo)通，導(dǎo)通后對(duì)這一電路的作用是穩(wěn)定了電路中A點(diǎn)的直流電壓。

眾所周知，二極管內(nèi)部是一個(gè)PN結(jié)的結(jié)構(gòu)，PN結(jié)除單向?qū)щ娞匦灾�外還有許多特性，其中之一是二極管導(dǎo)通后其管壓降基本不變，對(duì)于常用的硅二極管而言導(dǎo)通后正極與負(fù)極之間的電壓降為0.6V。

根據(jù)二極管的這一特性，可以很方便地分析由普通二極管構(gòu)成的簡易直流穩(wěn)壓電路工作原理。3只二極管導(dǎo)通之后，每只二極管的管壓降是0.6V，那么3只串聯(lián)之后的直流電壓降是0.6×3=1.8V。

3.故障檢測方法

檢測這一電路中的3只二極管最為有效的方法是測量二極管上的直流電壓，如圖9-41所示是測量時(shí)接線示意圖。如果測量直流電壓結(jié)果是1.8V左右，說明3只二極管工作正常;如果測量直流電壓結(jié)果是0V，要測量直流工作電壓+V是否正常和電阻R1是否開路，與3只二極管無關(guān)，因?yàn)?只二極管同時(shí)擊穿的可能性較小;如果測量直流電壓結(jié)果大于1.8V，檢查3只二極管中有一只開路故障。

圖9-41測量二極管上直流電壓接線示意圖

4.電路故障分析

如表9-40所示是這一二極管電路故障分析

表9-40二極管電路故障分析

名稱

故障分析

理解方法

某只二極管開路

電路不能進(jìn)行直流電壓的穩(wěn)定，且二極管上沒有直流電壓，但是電路中R1下端的直流電壓升高，造成VT1管直流工作電壓升高。

二極管導(dǎo)通后的內(nèi)阻很小，這時(shí)相當(dāng)于3只二極管內(nèi)阻與電阻R1構(gòu)成對(duì)直流電壓+V的分壓電路。當(dāng)二極管開路后，不存在這種分壓電路，所以R1下端的電壓要升高。

某只二極管短路

電路能夠穩(wěn)定直流電壓，但是R1下端的直流電壓降低了0.6V，使VT1管直流工作電壓下降，影響了VT1管正常工作。

二極管短路后，它兩端的直流電壓為0V，所以3只二極管上的直流電壓減小了。

5.電路分析細(xì)節(jié)說明

關(guān)于上述二極管簡易直流電壓穩(wěn)壓電路分析細(xì)節(jié)說明如下。

(1)在電路分析中，利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢灾�道二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，但是并不能說明這幾只二極管導(dǎo)通后對(duì)電路有什么具體作用，所以只利用單向?qū)щ娞匦赃�不能夠正確分析電路工作原理。

(2)二極管眾多的特性中只有導(dǎo)通后管壓降基本不變這一特性能夠最為合理地解釋這一電路的作用，所以依據(jù)這一點(diǎn)可以確定這一電路是為了穩(wěn)定電路中A點(diǎn)的直流工作電壓。

(3)電路中有多只元器件時(shí)，一定要設(shè)法搞清楚實(shí)現(xiàn)電路功能的主要元器件，然后圍繞它進(jìn)行展開分析。分析中運(yùn)用該元器件主要特性，進(jìn)行合理解釋。