原创 二极管的功能以及案例解说

二极管（Diode）具有单向导电性，即只允许电流沿着一个方向流动，而阻挡反向电流流动。二极管是电子电路中最基本的元件之一，广泛应用于各种电子设备中。

单向导通性的实验说明：

当输入电源电压Vi比稳压二极管的稳定电压VZ低时，稳压二极管没有击穿而处于反向截止区，此时电路回路中只有比较小的反向漏电电流IR（reverse leakage current），这种工作状态不是稳压二极管的正常工作状态，因为输出电压Vo是随输入电压Vi变化的，没有达到输出稳定电压的目的，如下图所示：

当输入电源电压Vi比稳压二极管稳定电压ZT高时，稳压二极管被反向电压击穿，此时回路电流急剧增加，如下图所示：

一、二极管的功能

二极管的主要功能是将交流电转换为直流电，也可作为整流器、限流器、稳压器等电路中的关键元件。另外，二极管还可用于振荡电路、开关电路、放大电路等电路中，起到重要的作用。

二、二极管的作用

整流：二极管可以将交流电转换为直流电，实现整流功能。当正向电压施加在二极管上时，电流可以自由通过，而当反向电压施加在二极管上时，二极管则处于截止状态，阻止电流通过。

实现单向导通的示意图

原理就是两个管子分别导通

首先，是正半周期D2,D3工作

然后，是负半周期D1,D4工作

保护：二极管可用于保护电路免受电压峰值和电磁干扰等影响。在电路中加入二极管后，可以有效地限制电压，保护电路不受损坏。

稳压：二极管还可以作为稳压器使用，它可以在电路中提供一个固定的电压，使电路的工作更加稳定。

稳压二极管的典型应用电路如下图所示：

三、二极管的实际案例解说

整流器：二极管被广泛应用于整流电路中，如桥式整流电路、半波整流电路和全波整流电路等。

稳压器：二极管稳压器是一种常见的稳压电路，它可以提供一个恒定的电压输出。

光电二极管：光电二极管是一种具有光电转换功能的二极管，可以将光能转换为电能，广泛应用于光电传感器、光电开关、光电显示等领域。

对单颗LED 的驱动

图 1：灌电流方式驱动LED

此电路通过单片机I/O 口直接驱动LED。当I/O 口输出高电平时，LED 两端等电位，无电流，LED 熄灭；当I/O 口输出低电平时，电流从电源经R1、LED1、I/O 口流进单片机，LED 亮。LED 的亮度与流经它的电流大小成正比，而电流大小由R1 阻值决定。此驱动方式可称为灌电流驱动。

图 2：拉电流方式驱动LED

此电路通过单片机I/O 口直接驱动LED。当I/O 口输出低电平时，LED 两端等电位，无电流，LED 熄灭；当I/O 口输出高电平时，电流从单片机I/O 经R2、LED2 流到地，LED 亮。LED 的亮度与流经它的电流大小成正比，而电流大小由R2 阻值决定。此驱动方式可称为拉电流驱动。

Zener二极管：Zener二极管是一种具有特殊稳压特性的二极管，可以在一定范围内稳定地维持电压输出，广泛应用于电源稳压器、电路保护器等领域。

总之，二极管在电子领域中应用非常广泛，不同类型的二极管在不同的电路中都有不同的作用和功能。