电路设计入门-二极管

二极管就是一个PN结，导通后会存在压降（硅管约为0.7V，锗管约为0.3V）。二极管一般是单向的，只能从正极流向负极。即使在二极管两端添加一个大于二极管压降的电源，二极管两端的电压依然为压降值。所以在只有电源和二极管的电路中，电源电压只要稍微大于二极管压降电压，电路就会产生一个很大而电流。因为在这样的电路中，寄生电阻是很小的。小幅度的电压升高都会造成大电流。

给二极管添加一个反向的电压，理论上来说，二极管是不会导通的的。但现实中没有理想的电子元器件，二极管会存在一个漏电的情况，就是有微弱的电流从二极管的负极流向正极。这个叫做二极管的漏电特性。肖特基二极管的漏电情况比其他的二极管要严重，选择元器件的时候需要进行考虑。

二极管单向导通

假如上面3个电路的开关都闭合，并且电源的电压为5V，二极管的压降为0.7V。二极管到电阻之间电路的电压的分别为4.3V，0V，5V。

半波整流

上图是半波整流电路。假设电源是一个5V的交流电源，D2是一个压降为0.7V的二极管。当开关闭合后，电容C11开始充电，但电容还没充满，电源电压就小于0.7V，此时电路相当于断开。等待下个周期，电源的电压上升到比电容电压高0.7V时，二极管才会导通，并且继续给电容充电。如此往复这个过程，直到电容电压达到小于电源电压0.7V时，才会停止给电容充电。而且电容电压也会维持在这个值，从而达到将交流电转换为直流电。这个过程叫做峰值检波功能。

全波整流

上图是全波整流电路。在交流电上半个周期电流从电源正极->右上二极管->电容->左下二极管->电源负极。在交流电下半个周期电流从电源负极->右下二极管->电容->左上二极管->电源正极。电容的电压也是呈阶梯式的上升，直到最大值为电源电压减去两个二极管压降电压。

钳位功能

上图是利用二极管的钳位功能，可以将右边的电阻的电压稳定在二极管的压降电压上。要注意的是在没有加入二极管之前，右边的电阻能分到的电压要大于二极管的压降电压才行。因为在没加入二极管之前的电压也小于二极管的压降电压，加入二极管后，二极管也不会导通，不会有电压钳位的作用。

反接保护

上图可以进行反接保护，如果电源的正反极接反了，由于有二极管单向导通的特性，反接的电源也不会形成有效的回路。能够确保电机不会反转。

稳压二极管

上图是的二极管是一个稳压二极管，当稳压二极管被击穿后，会稳定在击穿电压值附近。从而也能形成电压钳位的功能。要注意的是使用稳压二极管时，电流不能太大。因为会发热，从而烧坏二极管。稳压二极管正接和普通二极管一样。