二極管作為十分常用的基礎(chǔ)元器件，在電子電路中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文將詳細(xì)介紹二極管的一些常見作用，包括防反、整流、穩(wěn)壓、續(xù)流、檢波、倍壓、鉗位和包絡(luò)線檢測(cè)。

防反

在主回路中串聯(lián)一個(gè)二極管，利用其單向?qū)щ姷奶匦裕軌驅(qū)崿F(xiàn)最簡(jiǎn)單可靠的低成本防反接功能電路。這種低成本方案通常適用于小電流的場(chǎng)合，例如小玩具等。然而，由于二極管導(dǎo)通時(shí)會(huì)有一個(gè) 0.7V（硅管）的導(dǎo)通壓降，在實(shí)際電流很大的情況下，會(huì)產(chǎn)生熱損耗，導(dǎo)致發(fā)熱。而且，如果反接的電壓很大，超過(guò)反向截止電壓，會(huì)擊穿二極管本身，使其失效，無(wú)法起到保護(hù)后級(jí)電路的作用。在小電流應(yīng)用中，這種簡(jiǎn)單的防反電路具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但在大電流或高反接電壓的情況下，需要考慮采用其他更可靠的防反保護(hù)方案。

整流

整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)性直流電，這就是交流電的整流過(guò)程。整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過(guò)整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓，習(xí)慣上稱單向脈動(dòng)性直流電壓。整流是電源電路中常見的功能，通過(guò)整流二極管將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為后續(xù)的電路提供穩(wěn)定的直流電源。不同類型的整流電路，如半波整流、全波整流和橋式整流，具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

穩(wěn)壓

具備穩(wěn)壓作用的二極管叫做穩(wěn)壓二極管，英文名稱 Zener diode，又叫齊納二極管。它利用 PN 結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變。穩(wěn)壓二極管在電子電路中常用于穩(wěn)定電壓，為電路提供穩(wěn)定的參考電壓。例如，在一些對(duì)電壓穩(wěn)定性要求較高的電路中，如精密儀器、傳感器電路等，穩(wěn)壓二極管可以有效地抑制電壓波動(dòng)，保證電路的正常工作。

續(xù)流

續(xù)流二極管通常并聯(lián)在線圈（感性元器件）的兩端。線圈在通過(guò)電流時(shí)，會(huì)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)電流消失時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)對(duì)電路中的元件產(chǎn)生反向電壓。當(dāng)反向電壓高于元件的反向擊穿電壓時(shí)，會(huì)損壞元件，如三極管等。續(xù)流二極管并聯(lián)在線圈兩端，當(dāng)流過(guò)線圈中的電流消失時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò)二極管和線圈構(gòu)成的回路做功而消耗掉，從而保護(hù)了電路中其他元件的安全。在一些包含電感元件的電路中，如電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電源電路等，續(xù)流二極管是必不可少的保護(hù)元件。

檢波

峰值檢波電路是對(duì)輸入信號(hào)幅值的最大值進(jìn)行檢測(cè)。其工作原理是：當(dāng)輸入電壓幅度大于二極管正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，輸出電壓加在電容 C1 上，電容兩端充電完畢。當(dāng)輸入電壓幅值低于先前輸入電壓幅值時(shí)，二極管處于反偏截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，電容兩端的電壓基本保持不變；若再輸入信號(hào)，輸入電壓幅度必須高于此時(shí)電容兩端的電壓（即加在二極管的正向電壓），二極管才能導(dǎo)通。檢波電路在通信、雷達(dá)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，用于提取信號(hào)的幅值信息。

倍壓

以 2 倍壓電路原理圖為例，其工作過(guò)程如下：電源負(fù)半周時(shí)，二極管 D1 導(dǎo)通，D2 截止，電流從電源下端流出經(jīng)過(guò) D1、C1 回到電源，因此電容 C1 右正左負(fù)。電源正半周時(shí)，電容 C1 上的電壓疊加電源電壓，使二極管 D2 導(dǎo)通，二極管 D1 截止，電容 C2 上正下負(fù)，峰值電壓可達(dá) 2 倍電源的峰值電壓，即實(shí)現(xiàn)二倍壓。倍壓電路可以在不改變電源電壓的情況下，通過(guò)二極管和電容的組合，將電壓提升到原來(lái)的倍數(shù)，滿足一些特定電路對(duì)高電壓的需求。

電壓鉗位

在一些 ADC 檢測(cè)電路中會(huì)用兩個(gè)二極管進(jìn)行鉗位保護(hù)。原理很簡(jiǎn)單，0.7V 為 D1 和 D2 的導(dǎo)通壓降，Vin 進(jìn)來(lái)的電壓大于等于 3.3V + 0.7V 時(shí)，D35 導(dǎo)通，Vout 會(huì)被鉗位在 4V；Vin 小于等于 - 0.7V 時(shí)，Vout 被鉗位在 - 0.7V 左右。電壓鉗位電路可以限制電路中某一點(diǎn)的電壓范圍，防止電壓過(guò)高或過(guò)低對(duì)電路元件造成損壞。在 ADC 檢測(cè)電路中，鉗位保護(hù)可以確保輸入到 ADC 的電壓在其允許的范圍內(nèi)，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。

包絡(luò)線檢測(cè)

電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)是 RC 的時(shí)間常數(shù)需遠(yuǎn)大于載頻的周期，又要遠(yuǎn)小于調(diào)制信號(hào)的周期。包絡(luò)線檢測(cè)在通信和信號(hào)處理領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，用于提取調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)信息，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的解調(diào)。通過(guò)合理選擇 RC 時(shí)間常數(shù)，可以準(zhǔn)確地檢測(cè)出信號(hào)的包絡(luò)線，從而恢復(fù)出原始的調(diào)制信號(hào)。