详解二极管整形电路的工作原理及应用

一、详解二极管整形电路的工作原理及应用

二极管整形电路是一种利用二极管的非线性特性进行电压波形整形的电路。它广泛应用于各种电子设备中,对于信号的处理和波形整形起着重要作用。那么,二极管整形电路到底是如何工作的?它有哪些常见的应用场景? 本文将为您详细解析。

二极管整形电路的工作原理

二极管整形电路的工作原理主要依靠二极管的导通特性。当输入电压为正时,二极管导通,电流可以通过;当输入电压为负时,二极管截止,电流无法通过。通过这种特性,可以实现电压波形的整形。

具体来说,假设输入为正弦波交流电压,当电压为正时,二极管导通,电流可以通过,输出电压等于正半波;当电压为负时,二极管截止,电流无法通过,输出电压为0。这样就将原本的正弦波转变为了半波整形波。

二极管整形电路的分类

根据不同的电路拓扑和实现方式,二极管整形电路可以分为以下几种类型:

• 正半波整形电路:利用单一二极管进行正半波整形
• 负半波整形电路:利用单一二极管进行负半波整形
• 全波整形电路:利用双二极管进行全波整形
• 双端正半波整形电路:利用双二极管进行双端正半波整形

二极管整形电路的应用场景

二极管整形电路广泛应用于各类电子设备中,主要包括以下几个方面:

• 信号处理:将复杂的波形整形为理想的方波、矩形波等,为后续电路提供干净的输入信号
• 检测电路:利用二极管的导通/截止特性,可以检测输入信号的正负半波,从而实现波形检测
• 触发电路:将输入信号整形为合适的触发信号,用于驱动开关电路、计数电路等
• 电源电路:结合二极管的整形特性,可以实现简单的交流-直流转换,为电路提供稳定的直流电源

如何设计二极管整形电路

在实际设计二极管整形电路时,需要考虑以下几个方面:

• 二极管的型号选择:根据输入信号的幅度和频率,选择合适的二极管型号
• 偏置电阻的设计:合理设计偏置电阻,保证二极管正常工作
• 输出电容的选择:选择合适的输出电容,滤除高频成分,获得理想的输出波形
• 电路参数的优化:通过调整电阻电容等参数,对电路进行优化,使其性能达到最佳

总之,二极管整形电路是一种应用广泛且非常实用的电路拓扑。通过深入理解其工作原理和常见应用场景,相信您一定能够设计出性能优秀的二极管整形电路,为各类电子设备提供有力支持。感谢您阅读本文,希望对您有所帮助。

二、555可以构成哪些信号产生于整形电路？

警报器，金属探测器，555放大电路，定时炸弹。

三、肖特基二极管厂家ASEMI，肖特基二极管哪个厂家好？

你说的ASEMI就不错，他们做整流桥和二极管有12年的经验了，我们厂用的就是他们家的，比较稳定。

四、什么是整流二极管和稳压二极管?

今天我们就一起来了解一下特殊二极管。

特殊二极管里有稳压二极管、发光二极管、光电二极管和变容二极管等等。

我们这次主要学习的稳压二极管，简称稳压管。其他的一些特殊二极管我们就不介绍了，大家感兴趣的可以查阅查阅书籍或者在网上找一找相关资料学习。养成一个自主学习的好习惯。现在就开启今天的学习内容吧。

稳压二极管这是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管。

利用PN结反向击穿特性实现稳压。

纠正一下，前面几节小编说到击穿就说烧了，那个是“热击穿”，不可逆；这个是“电击穿”，在一定范围内，是可把控，可逆的。这个大家要搞清楚。

一、伏安特性

稳压管的正向伏安特性，和前面学习的普通二极管没有区别。

但是它的反向特性，要比普通的更加“陡峭”一些。

达到击穿电压Uz时，即使这个时候流过稳压管的电流发生较大变化，电压变化的却很小。

所以，只要电流控制的恰到好处，稳压管就不会因为过热而烧毁。

二、主要参数

1、稳定电压Uz：指流过稳压管的反向电流为一定值时，稳压管两端的电压；

2、稳定电流Iz：也可以说是最小稳定电流Izmin，稳压管正常工作时的参考电压，低于这个值，可能就不能稳压；3、最大耗散功率Pcm：Pcm=Uz*Izmax，根据已知的最大耗散功率，还可以算出最大的稳压电流了；

4、动态电阻rz：前提是，工作在稳压区先，rz=电压变化量/电流变化量；

三、稳压原理我们看个简单的结构，下面这个图，再配个动图：

里面的参数是小编配的，可以参考学习。稳压管的符号还是有很多种的，现在用的是用比较多的，红色标出的。

我们分析一下，在这个简单电路里，稳压管是如何工作的：

①：RL不变、Ui增大时，则输出端Uo的电压增大，Uo也是稳压管两端电压，电压稍微变化一点，电流Iz变化很多，那么总电流IR应该增大，则R上分的电压就多，这就降低了Uo的大小，这样动态变化，保证了输出电压Uo还是不变；

②：Ui不变、RL减小，则Io增大，电流IR增大，R上的电压增大，Uo就变小，同理，Iz明显下降，使得IR减小，R上电压又减小，最终达到Uo稳定不变的局面。

四、限流电阻的选择

上面那个R就是我们说的限流电阻，虽然那个效果是有了，但是我们得选好这个电阻呀，不然实现不了我要的稳压。

一个6V的稳压管直接接到10V的电源上，肯定不能实现稳压呀，稳压管直接爆了，兄弟们。

这里有个选取原则得满足：

断开稳压管所在支路，此时断开的两端电压得大于等于其稳定电压，如下；电流得满足如下关系；

满足电压关系还不行，电流关系也得考虑到，看图：

这样，限流电阻R的范围就找出来了。好了，今天的内容就到这里，我们下期再见。

—END—

编写：小二电路

五、简述整形电路是如何将正弦波转换为方波的？

是运放电路。首先经过运放变为所需大小的电压，再经过电压跟随器，然后经过电压过零比较电路就可以输出方波信号了。

捕获两个方波信号的上升沿就可以确定输入正弦信号的周期和频率量。

六、555定时器可以构成各种脉冲信号的产生和整形电路？

不可以，定时器只是一种定时操作系统，他可以控制系统的开关和运行，无法构成各种脉冲信号的产生和整形电路

七、二极管咋安上啊?

在水泵两端并入一个LED灯+一个限流电阻（电阻取值为50-100Ω）；

八、二极管的特性是什么？

二极管是一种半导体器件，具有以下特性：

• 只允许单向电流通过，即只能从正极流向负极，反向电流非常小。
• 在正向电压下，电流随电压呈指数增长；在反向电压下，电流非常小，近似为零。
• 具有导通压降，即正向电压达到一定值后，电流急剧增加，但增长速度逐渐减缓，直到饱和。
• 具有低噪声、快速开关、稳定性好等特点。
• 用途广泛，包括整流、稳压、开关等方面。

九、二极管的工作原理是什么？

真空电子管的前世今生。

真空二级电子管的诞生：

1882年，弗莱明曾担任爱迪生电光公司技术顾问。1884年，弗莱明出访美国时拜会了爱迪生，共同讨论了电发光的问题。爱迪生向弗莱明展示了一年前他在进行白炽灯研究时，发现的一个有趣现象（称之为爱迪生效应）：把一根电极密封在碳丝灯泡内，靠近灯丝，当电流通过灯丝使之发热时，金属板极上就有电流流过。爱迪生进一步试验让板极通过电流计与灯丝的阳极相连时有电流，而与灯丝阴极相连时则没有电流。

英国物理学家费莱明就是基于爱迪生效应的前提下制造出第一支二级真空管。二极管内部封装阴极和阳极两个电极。当加热的阴极和电源负极相连、阳极与电源正极相连时，电子从阴极跑到阳极，二极管导通，表现为没有电阻的导线；反之，二极管不通，表现为一个没有合上的开关。所以二极管起到单向阀门的作用，因此它也被叫作“费莱明阀门”。

三级真空电子管的诞生：

德福雷斯特的真空三级管建立在前人发明的真空二极管的技术基础之上。

德福雷斯特在玻璃管内添加了一种栅栏式的金属网，形成电子管的第三个极。他惊讶地看到，这个“栅极”仿佛就像百叶窗，能控制阴极与屏极之间的电子流；只要栅极有微弱电流通过，就可在屏极上获得较大的电流，而且波形与栅极电流完全一致。也就是说，在弗莱明的真空二极管中增加了一个电极，就成了能够起放大作用的新器件，他把这个新器件命名为三极管。

真空二极管和三极管的区别：

与真空二极管相比，德福雷斯特的真空三极管后来居.上，对无线电发展的影响更为深远。二极管只有检波和整流(将交流电转换成直流电)两种功能:而三极管则有整流和放大信号三种功能，正是这第三种功能，将电子技术带入了一个新时代。如果使用几个三极管，可以将所接收的微弱电流放大几万倍甚至几十万倍，这就使得通讯距离大大增加。

不久，人们还发现，真空三极管除了可以处于放大状态外,还可以充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。于是，它很快就收到计算机研究者的青睐历史上的第一台电子计算机，就是用真空三极管研制成功的。

真空三极管的诞生，使电子技术发生了根本的变革，日本的一位科技传记作家指出:“真空三极管的发明，像升起了一颗信号弹，使全世界科学家都争先恐后地朝这个方向去研究。因此,在一个不长的时期里，电子器件获得了惊人的发展。”从三极管发展到四极管、五级管、大功率发射管等，形成了一个庞大的电子器件家族。在以后的几十年中，随着电子管的不断完善,电子技术在人类社会的各个方面都得到了广泛的应用。

真空电子管的价值：

由于真空管能在不失真的前提下放大微弱的信号，使得收音机、电视、步话机、对讲机、移动电话等收发电子信号的设备的出现成为可能，为广播电视和无线通信等技术的发展铺平了道路。以真空管当开关器件，其速度要比有1%延时的继电器快成千上万倍，所以真空管更受到计算机研制者的青睐。

电子平哥张楷平发现世界上第一台通用电子计算机“埃尼阿克”（ENIAC）就包含了17,468根真空管（电子管）7,200根水晶二极管，1,500 个中转，70,000个电阻器，10,000个电容器，1500个继电器，6000多个开关，计算速度是每秒5000次加法或400次乘法，是使用继电器运转的机电式计算机的1000倍、手工计算的20万倍。

没想到一个真空管的发明居然同时推动了通信和计算机两大产业的快速发展，这两大产业都是建立在电子元器件基础之上，在未来几十年后又融为一体，成为当今世界最为重要的信息通信产业。

真空管的缺点：

一、由于真空管的电子是在真空状态中传送的，真空状态会带来很大的大气压强。

二、真空管体积大、易破碎、有慢性漏气风险且制造工艺复杂。

三、真空管要加热后才能使用，这导致其还有启动慢、能耗大的问题。

在二战中，真空管的缺点暴露无遗，雷达工作频段上使用真空管效果极不稳定，移动通信设备应用了真空管变得笨拙且易出故障。使用真空管的ENIAC计算机重要超过30吨，占地170多平方米，耗电量惊人，重点是平均每15分钟就会烧坏一个真空管，操作员要在18000个真空管中找出烧坏的，进行替换，这个工作量更加吓人。所以寻找真空管的替代品势在必行！

电子平哥张楷平认为：真空管的出现确实推动了计算机和通信两大产业的发展，也坚定了进一步向信息化的时代进行迈进，至于接下来会由谁来成为电子元器件建立的基础呢？我们一起期待！

十、说说有哪些用途的二极管？

1、整流二极管利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。

2、开关元件

二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。

3、限幅元件

二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。

4、继流二极管

在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。

5、检波二极管

在收音机中起检波作用。

6、变容二极管

使用于电视机的高频头中。