如果你想要提升你的电子技术，二极管是你必须了解的一个基本组件。所以今天，我们将快速地看一下什么是二极管，然后看看4½在你的设计中二极管的使用。
作者注:据我所知，半个二极管是没有用的，所以不要抱太大希望。
二极管进修课程
如果你正在读这篇文章，你可能已经对二极管很熟悉了，所以我会尽量让它变得有趣。二极管通常是我们所了解的第一个非线性元件。电阻，电容和电感都是线性设备，这意味着它们可以用一阶微分方程来表征。虽然我现在很想搞清楚这道数学题，但我还是不讲了;这就是维基百科的作用。那么，什么是二极管?
二极管是非线性设备．它们不遵循欧姆定律，在电路分析中，你不能用等效的代文宁来代替它们。
二极管是无源器件，这意味着它们不需要电源就能工作。
二极管是双端口器件。只有一个输入，阳极，和一个输出，阴极(图1)．
1.二极管的电路符号，阳极在左边，阴极在右边。
从概念上讲，二极管非常简单。但是它们非常有用因为它们的V-I曲线，如图所示图2．x轴是电压，y轴告诉我们当暴露在相应的电压水平下，有多少电流可以通过设备。
2.二极管的IV曲线。
正面偏置二极管
您应该注意到图2中一些有趣的事情。我们从y轴的右边开始。在中等正电压下，二极管本质上是一个短的，但有一个小的电压降。这通常被称为“正向电压下降”，但我相信它的妈妈有一个可爱的绰号。可能是“插入电压”或简单地“接通电压”。
你可以看到在图2的V- i曲线上的正向电压下降，大约0.6-0.7 V，在这里电流开始上升。对于硅二极管来说，0.6/0.7 v的压降是标准的，但是对于其他类型的二极管和材料来说，正向压降可能会有所不同。
您可以使用具有二极管测试功能的万用表来测量特定二极管的正向电压。你可以看到这个二极管有大约0.62 V的正向电压(图3)．
3.测量二极管的正向电压KeysightU1282A万用表。
但你需要记住的是，当暴露在中等电压时，比如5v - a二极管将通过5v减去正向电压。标准硅二极管的电压是4.3 V。有一些方法可以弥补这种下降，但这超出了本文的范围。
负偏压二极管
现在让我们移动到图2中y轴的左边。当暴露在负电压下，将会有一个纳安培反向电流。大多数情况下，你可以把它近似为0a。也就是说，直到VI曲线上的另一个大摆动，也就是击穿电压。
如果你的二极管暴露在一个高水平的反向偏置，你就会失败。通常字面上。二极管本质上不能承受那样的负电压水平，设备就会崩溃，允许负电流流动。
长话短说，你可以把二极管看作是一个电压降的单向导体。前言已经够多了，让我们看看在电路中使用二极管的几种不同方式。
使用# 1:整流器
整流器已经被其他消息来源铺天盖地地报道过了，所以我长话短说。要点是，你可以让通过一个交流电源的正电压，而阻塞或逆变的负电压。
你可以用一个二极管组成一个半波整流器(图4)．
4.半波整流电路与交流电源相连的半波整流电路注意示波器屏幕上的特征半波信号。
或者，您可以创建一个全桥整流器与四个二极管(图5)．值得注意的是，当测量全桥整流器时，你应该使用差动探针示波器．否则，你将接地整流器的一半。
5.用示波器和差动探针探测全桥整流器。
将电容器加入其中，你可以做几件事。
首先，你可以平滑整流器(图6)．然而，通常使用有源电压整流芯片更好。
6.在这里，一个电容器被切换进和出半桥整流电路。
其次，可以构建一个电压倍增器(图7)．这本质上是一系列的半波整流器。这是用于需要高电压但电流最小的东西，如灭虫器和粒子加速器——或昆虫加速器。
7.一个粗糙的电压倍增器。
使用#2:二极管逻辑门
你可以用二极管建立简单的逻辑门。
每个输入使用一个二极管，可以创建n输入的OR门或AND门(图8)．
8.一种使用二极管的三输入或门。
对于更实际的场景，您可以执行一些不太标准的“逻辑”。以电池备份系统为例(图9)．使用两个二极管，您可以通过预期的电压输入(如果存在)，或电池源。
9.使用两个二极管的原始电池后备系统。
在这种情况下，二极管在正常情况下是反向偏置的，所以电池处于休眠状态。当源电压被去除时，二极管变成正向偏置并为器件提供电源。
使用#3:二极管钳
你可以用二极管来限制信号的范围。本质上，你可以通过将二极管连接到参考电压或电压分压器来预剪辑信号，如图所示图10．
10.一个简单的电压夹。通过调整偏置电压，可以调整夹紧电平。
在图11，我们从一个标准的三角波开始，示波器上的信号看起来正常。但是，当我们将信号的振幅提升到高于阈值的水平时，信号的顶部就开始被箝位。您可以使用偏置电压设置夹紧阈值，并通过改变电阻值来调整夹紧的强度。
11.在DSOX1102G示波器上显示一个固定三角波。
为了更好的夹紧，你可以添加一个旁路电容。或者，你可以使用运放或晶体管电路转向有源箝位电路，但简单的二极管提供了一个简单和廉价的箝位。它们通常用于敏感的输入，如CMOS逻辑电路，以防止静电放电的损害。
使用#3.5:二极管限制器
我只把它算作一半的用途，因为严格来说，它是可以夹住的。但是，它的不同足以保证额外的0.5。
限幅器，有时也被称为削波器，是一种特殊类型的箝位器，它限制输出±正向电压图12．这可以用来帮助保护高增益放大器或其他敏感电路不饱和。
12.二极管限幅器，也称为二极管削波器。
在图13时，正弦波的振幅将在0到5 V之间扫过。
13.通过二极管限幅器馈入的扫幅正弦波。
使用#4:反激式二极管
反激式二极管是电子世界的减压阀。因为电感器能抵抗电流的变化。你不能马上把它们关掉它们会反抗控制电路，这会破坏它。这就是所谓的“归纳激发”。
所以，你可以添加一个反激式二极管与电感并联(图14)．正如我在一个视频中提到的时间常数在Keysight Labs YouTube频道这可能会导致比人们希望的更慢的电流衰减。所以，你也可以使用钢筋混凝土缓冲器。
14.一种电感器，一种带有反激式二极管的电感器，以及一种带有RC缓冲器的电感器。
值得指出的是，这种方法不会工作，如果电感是由一个交流源(像变压器)，因为二极管将进行半周期。在这种情况下，你应该使用钢筋混凝土缓冲器或类似金属氧化物压敏电阻的东西。
二极管的岩石
这只是二极管的冰山一角。你在你的设计中使用这些或其他二极管技巧吗?请在评论中告诉我Keysight Labs YouTube频道,或者在推特！
