跳到主要内容

二极管

在电子世界中，二极管是一种非常常见、非常重要的元件。它就像是一条“电流单行道”，只允许电流从一个方向流动，而阻止反方向的电流。本节会带你了解二极管的基本结构、工作原理、常见类型、引脚识别方式以及各种应用场景，让你在制作电路时游刃有余地使用它。

二极管的作用​

二极管（Diodes）是单向传导电流的元件，你可以把它理解为一个“只允许电流单向通过”的电子阀门。二极管在电路中使用广泛，作用众多，最常见的作用是整流和稳压。

二极管主要有以下几个用途：

  • 整流：把交流电变成直流电
  • 保护：防止电流反向损坏元器件
  • 检测与限幅：提取信号、限制电压范围
  • 电压参考：利用稳压特性产生稳定电压

二极管的结构和工作原理​

二极管是由两个不同类型的半导体（P型和N型）结合而成，中间形成一个 PN结。它有两个引脚：

  • 阳极（Anode，A）：P型半导体那一端
  • 阴极（Cathode，K）：N型半导体那一端，通常有一条白色或银色的环标记

导通与截止​

  • 正向导通：当你把阳极接正电压、阴极接负电压（也就是正向偏置）时，PN 结导通，电流可以流过。
  • 反向截止：当你把阴极接正电压，阳极接负电压（反向偏置）时，PN 结阻断，电流无法流通。

只有正向时电流能流通，这正是“单行道”的由来。

导通电压（阈值）​

每种二极管都有一个最小电压才能导通，称为“导通电压”或“正向压降”：

  • 硅二极管：约 0.6～0.7V
  • 锗二极管：约 0.2～0.3V
  • 肖特基二极管：约 0.2～0.4V，压降更低

常见类型与型号​

普通整流二极管​

  • 用于电源整流、电压转换等场合
  • 常见型号：1N4001、1N4007（耐压从 50V 到 1000V）

快恢复二极管​

  • 用于高频或开关电源中，导通和关断速度快
  • 常见型号：FR107、UF4007

肖特基二极管​

  • 正向压降低、反应速度快
  • 适合用于低压、大电流、高频电路
  • 常见型号：SS14、1N5819

稳压二极管（齐纳二极管）​

  • 工作在反向状态，可以保持固定电压
  • 常用于电压参考、保护电路
  • 常见型号：1N4728（3.3V 稳压）、1N4733（5.1V 稳压）

如何识别二极管的引脚​

大多数二极管是圆柱形封装，一端有白色或银色的环，那一端是阴极（K），另一端是阳极（A）。

在电路图中，二极管的符号如下：

  A →|─ K

箭头指向的是电流的流动方向，即从阳极流向阴极。

典型应用场景​

  1. 整流电路

    在电源电路中，你可以使用桥式整流电路，将交流电变成直流电，常用 4 个二极管组成一个“整流桥”。

  2. 反接保护

    在电路电源输入端，串联一个二极管，可以防止你电源接反烧坏电路。

  3. 稳压电路

    使用稳压二极管，在其反向击穿区域工作，可以输出恒定电压。例如 5.1V 稳压二极管，可以给单片机提供简单电压保护。

  4. 信号检测与调制

    在无线电、音频设备中，二极管常用于信号检波、限幅、包络提取等功能。

使用注意事项​

  • 二极管有方向性，接反就无法导通
  • 不同型号的耐压、电流能力不同，选型时注意查看 datasheet
  • 在大电流场合使用时，应考虑散热和压降
  • 稳压二极管在使用时通常需要串联限流电阻，以保护它不会烧毁

小结​

这一节你了解了二极管的作用、结构、工作原理以及它在电路中的“单行道”特性。你认识了各种类型的二极管及其常见型号，也知道了它们的应用方式和使用技巧。无论是制作电源、保护电路，还是实现信号处理，二极管都是你绕不开的重要元件。