二极管的作用与分类

今天我继续学习二极管，今天学习的二极管的类型和作用，下面让我们一起来看看有哪些二极管？它们的作用又是什么？

二极管作用与分类

二极管分类：常见的有整流二极管、检波二极管、发光二极管、光电二极管、稳压二极管等。按照分类，二极管作用也分别有整流、检波、发光、光电检测、稳压。

1、整流二极管

（1）什么是整流二极管：整流二极管一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。常用于各种电源整流电路中。

（2）整流二极管工作原理：在交流电正负半周都有同一方向的电流流过RL，4只二极管中2只为一组，两组轮流导通，在负载上得到全波脉动的直流电压和电流。

图3 整流二极管电路

图4 整流二极管波形图

2、检波二极管

（2）什么是检波二极管：检波二极管是用于把叠加在高频载波上的低频信号检出来的器件。它具有较高的检波效率和良好的频率特性，传统上用于调幅信号检波。

（2）检波二极管工作原理：检波电路图如图6、各点输出信号波形图如图7所示，输入信号包络中包含音频信号（红色信号线）、直流成分（蓝色信号线）和高频载波信号（绿色信号线），包络中上下端上下包络信号对称，利用二极管单向导电性，将上下对称包络信号检出上半部分，下半部分将截止，再通过R1/C1组成的低通滤波器，将上半部分包络信号中高频信号滤掉，剩下有直流和音频信号，再利用电容同交流阻直流的特性，分离出音频信号将直流隔离开。

图6 检波二极管电路图

图7 各点输出信号波形图

3、发光二极管

（1）什么是发光二极管：简称为LED，是一种常用的发光器件，可以发出红色、绿色、蓝色等可见光。在照明、广告灯、指引灯、屏幕等应用较为广泛。

（2）发光二极管工作原理： 发光二极管，是利用正向偏置PN结中电子与空穴的复合辐射发光的，是自发辐射发光。P 型区域的空穴和来自 N 型区域的电子进入PN结组合以使电流流动，并同时，能量被释放，其中一些以光子的形式出现。

光的颜色视做成PN结的材料和发光的波长而定，而波长与材料浓度（不同波长与材料匹配关系表如表1）有关。如采用磷砷化镓可以发出红光或黄光；采用磷化镓则发出绿光。

图9 发光二极管内部结构

表1 发光二极管颜色材料对应图

电路图如图10所示，有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光，正向电压较一般二极管高，电流为几～几十mA。

图10 发光二极管电路

光电二极管

（1）什么是光电二极管：光电二极管把光信号转换成电信号的光电传感器件，在灾和烟雾探测器中主要把它作为检测器件，在医疗应用设备、手机摄像头、光耦、点钞机等电子产品中也有应用。

（2）光电二极管工作原理：光电二极管工作在反向偏置状态，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。光的强度越大，反向电流也越大。

图12 光电二极管内部结构

电路图如图13所示，当光电二极管VD无光照时其阻值较大，U1同向端电压较低，U1输出为低电平；当光电二极管VD有光照时其阻值较小，U1同向端电压较高，U1输出为高电平。

图13 光电二极管电路

变容二极管

（1）什么是变容二极管：变容二极管一种利用半导体PN结电容随外加反向偏压变化而变化的原理制成的半导体二极管。主要应用在电视机、收音机、手机等调谐电路上。

（2）变容二极管工作原理：当PN结方向偏置电压时，反向电压V的改变引起耗尽层的变化，从而改变了压控变容器的结容量C，这种电容效应叫势垒电容。电子被引向正极，空穴被引向负极，耗尽层宽度d↑，电容量C就减少，(根据C=kS/d)。

图15 变容二极管内部结构

变容二极管电路如图16所示，当电阻R1往上滑动时，VD1变容二极管反向电压增大，其耗尽层宽度增大，结电容变小，和电感组成谐振频率增大；反之，当电阻R1往下滑动时，结电容变小，谐振频率减少。

图16 变容二极管电路

稳压二极管

（1）什么是稳压二极管：利用PN结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。主要应用于如稳压电源、限幅电路、过压保护电路、补偿电路等等。

图17 稳压二极管

（2）稳压二极管工作原理：二极管的伏安特性曲线如图18所示，图19 为稳压二极管稳压电路图，稳压管在电路中是反向连接的，当Ui大于稳压管的击穿电压VBR时，稳压管被击穿，电流将增大，电阻R两端的电压增大，在一定的电流范围内稳压管两端的电压基本不变，输出电压Ui等于Uz 。稳压管在电路中可起稳压作用。

图18 二极管的伏安特性曲线

图19 稳压二极管稳压电路图

例图分析：如下图20所示，请问下图中各是什么二极管？它们的作用又是什么？答案在评论区见！

图20