二极管开关电路
发布时间: 10:47:33
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&&&& &开关电路是一种常用的功能电路，例如家庭中的照明电路中的开关，各种民用电器中的电源开关等。&&& 在开关电路中有两大类的开关。&&& (1)机械式的开关。采用机械式的开关件作为开关电路中的元器件。&&& (2)电子开关。所谓的电子开关，不用机械式的开关件，而是采用二极管、三极管这类器件构成开关电路。&&& 1．开关二橛管开关特性&&& 开关二极管同普通的二极管一样，也是一个PN结的结构，不同之处是要求这种二极管的开关特性要好。&&& 关于开关二极管的开关时间概念说明下列几点。&&& (1)开通时间。开关二极管从截止到加上正向电压后的导通要有一段时间，这一时间称为开通时间。要求这一时间愈短愈好。&&& (2)反向恢复时间。开关二极管在导通后，去掉正向电压，二极管从导通转为截止所需要的时间称为反向恢复时间。要求这一时间愈短愈好。&&& (3)开关时间。开通时间和反向恢复时间之和，称为开关时间。要求这一时间愈短愈好。&&& 2．二极管开关电路等效电路&&& 二极管开关电路中要使用二极管，由于普通二极管的开关速度不够高，所以在这种开关电路中所使用的二极管为专门的开关二极管。&&& 图11-50(a)所示是开关二极管的等效电路，从图中可看出，此时开关二极管在等效成一只开关Sl的同时，还有两只电阻。等效电路中的开关Sl可认为是一个理想的开关，即其接通电阻小到为零，其断开电阻大到为无穷大。&&& 在分析电子开关电路时，为了方便电路的分析，通常将二极管的开关作用等效成一个理想的电子开关，即可以用图11-50( b)所示的开关电路图形符号来等效开关二极管。
&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&& 3．二极管开关电路原理分析&&& 图11-51(a)所示是采用开关二极管构成的电子开关电路，电路中VD1是开关二极管，Uo是输入电压，Rl是负载电阻，砜为负载电阻Rl上的电压，输入电压Ui和输出电压Uo波形如图11-51(b)所示。
&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&& 电路的工作原理是：输入电压Ui为一个矩形脉冲电压，在to之前这一输入电压为OV，此时开关二极管VD1的正极上没有电压，所以VD1处于截止状态，其内阻很大，VD1相当于断开，这样输入电压U就不能加到负载电阻R1上，此时的输出电压阢为OV，如图11-51(b)所示的t0之前波形。&&& 当输入电压Ui从to到tl时刻到来前期间为正脉冲，这一足够大的电压加到VD1正极，使VD1从截止状态转换到导通状态，此时VD1的内阻很小（可以认为小到为零），这样输入电压U就全部加到负载电阻R1上。&&& 当输入电压U在tl时刻从高电平跳变到低电平时，输入电压U为OV，这时开关二极管VD1截止，VD1相当于开路，这时电阻Rl上没有电压。&&& 从上述电路分析可知，当有电压加到VD1正极时，VD1导通，负载电阻Rl上有电压：当没有电压加到VD1正极时，VD1截止，负载电阻Rl上没有电压。由此可见，VD1起到了一个开关作用。&&& 开关二极管在导通与截止之间的转换速度很快，即所谓的开关速度高。&&& 4．二极管典型应用开关电路分析&&& 二极管构成的电子开关电路形式多种多样，图11-52所示是一种常见的二极管开关电路。&&& 通过观察这一电路，可以熟悉下列几个方面的问题，以利于对电路工作原理的分析。&&& 关于二极管电子开关电路分析思路说明如下几点。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&& (1)了解这个单元电路功能是第一步，从图11-52所示电路中可以看出，电感Ll和电容Cl并联，这显然是一个LC并联谐振电路，这是这个单元电路的基本功能，明确这一点后可以知道，电路中的其他元器件应该是围绕这个基本功能的辅助元器件，是对电路基本功能的扩展或补充等，以此思路可以方便地分析电路中的元器件作用。&&& &&& (2) C2和VD1构成串联电路，然后再与Cl并联，从这种电路结构可以得出一个判断结果：C2和VD1这个支路的作用是通过该支路 来改变与电容Cl并联后的总容量大小。这样判断的理由是：C2和VD1支路与Cl并联后&&& 总电容量改变了，与Ll构成的LC并联谐振电路其振荡频率改变了。所以，这是一个改变LC并联谐振电路频率的电路。&&& 关于二极管电子开关电路分析说明下列两点。&&& (1)开关S1断开时电路分析。直流电压+V无法加到VD1的正极，这时VD1截止，其正极与负极之间的电阻很大，相当于VD1开路，这样C2不能接入电路，Ll只是与Cl并联构成LC并联谐振电路。&&& (2)开关Sl接通时电路分析。直流电压+V通过Sl和Rl加到VD1的正极，使VD1导通，其正极与负极之间的电阻很小,相当于VD1的正极与负极之间接通，这样C2接入电路，且与电容Cl并联，Ll与Cl、C2构成LC并联谐振电路。&&& 在上述两种状态下，由于LC并联谐振电路中的电容不同， 一种情况只有Cl，另一种情况是Cl与C2并联，在电容量不同的情况下LC并联谐振电路的谐振频率不同。所以，VD1在电路中的真正作用是控制LC并联谐振电路的谐振频率。
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二极管7种应用电路详解
许多初学者对很&熟悉&，提起二极管的特性可以脱口而出它的单向导电特性，说到它在电路中的应用第一反应是整流，对二极管的其他特性和应用了解不多，认识上也认为掌握了二极管的单向导电特性，就能分析二极管参与的各种电路，实际上这样的想法是错误的，而且在某种程度上是害了自己，因为这种定向思维影响了对各种二极管电路工作原理的分析，许多二极管电路无法用单向导电特性来解释其工作原理。
二极管除单向导电特性外，还有许多特性，很多的电路中并不是利用单向导电特性就能分析二极管所构成电路的工作原理，而需要掌握二极管更多的特性才能正确分析这些电路，例如二极管构成的简易直流稳压电路，二极管构成的温度补偿电路等。
二极管简易直流稳压电路及故障处理
二极管简易稳压电路主要用于一些局部的直流电压供给电路中，由于电路简单，成本低，所以应用比较广泛。
二极管简易稳压电路中主要利用二极管的管压降基本不变特性。
二极管的管压降特性：二极管导通后其管压降基本不变，对硅二极管而言这一管压降是0.6V左右，对锗二极管而言是0.2V左右。
如图9-40所示是由普通3只二极管构成的简易直流稳压电路。电路中的VD1、VD2和VD3是普通二极管，它们串联起来后构成一个简易直流电压稳压电路。
图9-40 3只普通二极管构成的简易直流稳压电路
1.电路分析思路说明
分析一个从没有见过的电路工作原理是困难的，对基础知识不全面的初学者而言就更加困难了。
关于这一电路的分析思路主要说明如下。
(1)从电路中可以看出3只二极管串联，根据串联电路特性可知，这3只二极管如果导通会同时导通，如果截止会同时截止。
(2)根据二极管是否导通的判断原则分析，在二极管的正极接有比负极高得多的电压，无论是直流还是交流的电压，此时二极管均处于导通状态。从电路中可以看出，在VD1正极通过电阻R1接电路中的直流工作电压+V，VD3的负极接地，这样在3只串联二极管上加有足够大的正向直流电压。由此分析可知，3只二极管VD1、VD2和VD3是在直流工作电压+V作用下导通的。
(3)从电路中还可以看出，3只二极管上没有加入交流信号电压，因为在VD1正极即电路中的A点与地之间接有大容量电容C1，将A点的任何交流电压旁路到地端。
2.二极管能够稳定直流电压原理说明
电路中，3只二极管在直流工作电压的正向偏置作用下导通，导通后对这一电路的作用是稳定了电路中A点的直流电压。
众所周知，二极管内部是一个PN结的结构，PN结除单向导电特性之外还有许多特性，其中之一是二极管导通后其管压降基本不变，对于常用的硅二极管而言导通后正极与负极之间的电压降为0.6V。
根据二极管的这一特性，可以很方便地分析由普通二极管构成的简易直流稳压电路工作原理。3只二极管导通之后，每只二极管的管压降是0.6V，那么3只串联之后的直流电压降是0.6&3=1.8V。
3.故障检测方法
检测这一电路中的3只二极管最为有效的方法是测量二极管上的直流电压，如图9-41所示是测量时接线示意图。如果测量直流电压结果是1.8V左右，说明3只二极管工作正常;如果测量直流电压结果是0V，要测量直流工作电压+V是否正常和电阻R1是否开路，与3只二极管无关，因为3只二极管同时击穿的可能性较小;如果测量直流电压结果大于1.8V，检查3只二极管中有一只开路故障。
图9-41 测量二极管上直流电压接线示意图
4.电路故障分析
如表9-40所示是这一二极管电路故障分析
表9-40 二极管电路故障分析
某只二极管开路
电路不能进行直流电压的稳定，且二极管上没有直流电压，但是电路中R1下端的直流电压升高，造成VT1管直流工作电压升高。
二极管导通后的内阻很小，这时相当于3只二极管内阻与电阻R1构成对直流电压+V的分压电路。当二极管开路后，不存在这种分压电路，所以R1下端的电压要升高。
某只二极管短路
电路能够稳定直流电压，但是R1下端的直流电压降低了0.6V，使VT1管直流工作电压下降，影响了VT1管正常工作。
二极管短路后，它两端的直流电压为0V，所以3只二极管上的直流电压减小了。
5.电路分析细节说明
关于上述二极管简易直流电压稳压电路分析细节说明如下。
(1)在电路分析中，利用二极管的单向导电性可以知道二极管处于导通状态，但是并不能说明这几只二极管导通后对电路有什么具体作用，所以只利用单向导电特性还不能够正确分析电路工作原理。
(2)二极管众多的特性中只有导通后管压降基本不变这一特性能够最为合理地解释这一电路的作用，所以依据这一点可以确定这一电路是为了稳定电路中A点的直流工作电压。
(3)电路中有多只元器件时，一定要设法搞清楚实现电路功能的主要元器件，然后围绕它进行展开分析。分析中运用该元器件主要特性，进行合理解释。如何断定电路中整流二极管的正负极问题-电源网
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如何断定电路中整流二极管的正负极问题
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如何断定电路中整流二极管的正负极问题&
第一个问题，需要用仪器及其他检查综述：线圈电路中并联一个整流二级管，线圈电阻在3-20之间，二级管类型不定。假如二级管接反的话，通电后达到一定电流二级管会烧掉。二级管接在线圈内部，从外面无法看出，线圈外部只需两根引出线，红色正极，黑色负极请问：1、在保证二级管不损害的前提下，如何确认二级管的正负级，如何确认二级管是不是反接2、需要那些仪器，类型是什么3、请提供最简单、快速的方法补充：
注意：二级管在线圈内部，从外面是无法看见的，所以不能从外表去断定补充：
补充下，用万用表可以测出线圈的电阻，可是对二级管正负级的断定好像没有用，各位高手假如晓得的话请明示。我要测的是并联在电路中的二级管的正负级，并非单独一个二级管的正负级补充：
我现已试过了万能表，作用并不明显正接和反接的电阻是不一样，可是两者相差不多我采用的二级管类型是1n4007，线圈电阻是3.6欧姆，线圈额外电压要求是12v现在问题是正接的话，电阻值实测为3.6，反接实测值为12
用肉眼检查
二极管两个脚中较长的一个是“正”二极管的外面有符号啊是个箭头啊一看就晓得二极管特点是正向导通，反向截止。发光二极管两端各接上电池正负极，亮阐明接电池正极的为发光二极管正极，不亮则接电池正极的为发光二极管负极。&2.直流电路中电流方向是从高电位点流向低电位点。简单说即是从电池的正极经过电路流向电池负极。二极管有两个极，一个阳极一阴极。
& & & 分辩极性较简单，首要可看图表记。三角一端极为阴，短杠一端为阳极。
& & & 没有图表看外形，较圆一端为阳极。较大规格带螺丝，螺丝一端为阳极。
& & & 若不定心用表量，万用电表准备齐。乘以一百电阻档，两笔分别接电极。
& & & 正反两次比阻值，一大一小记细心。阻值小时看表笔，红阳黑阴定电极。
&我想底子就不用判别，按颜色接就不会错的。按照原理二极管的正极一定和黑线接着，二极管的负极接的是红线，反向是不会导通的；所以红线接电源的正极，黑线接电源的负极，只需电压符合就不会烧的。用普通的指针万用表就可以得出你所想要的答案了
&首要你大概晓得二极管的特征 &它是只需一个PN结 单向导电的电子元件 & 一只单独的好的二极管用万用表测肯家是红笔接到二极管的有白色标明那端 黑色笔接另一端
它是会有阻值的 &反之则阻值则无穷大 & &
& &你的问题二极管是并在线圈上 而且已知线圈的阻值 那么就直接测线圈两条引线 &假如测得阻值小于或等于20欧 &那么就反过来测
阻值大概是在30K左右（这个数值不一定的 不同类型的的二极管是不要样的） 那么二极管的方向就现已得出来了
你要晓得万用表在用电阻档的时候黑笔是输出1.5V电压的 所以 在有30K左右阻值的时候 黑笔那端是正极 &红笔那端是负极二极管的正极是接在变压器的正端的
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请教高手一个问题？是关于二极管的
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图中的D10为贴片二极管4148。在我们&的&电路里它坏的还比较多，我不知道是什么原因。就在没有5V发波时比较器＋比－(负为1.5V)高才对的,可是在测量中＋为1.8V，如果把D10换了就&正常了。换下来的我用万用表二极管档测是好的，用电阻档测试正向电阻为1.2M我不知道它是坏在什么地方，也不知道是怎么坏的。
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这个D10是不是用来放电的?
比较器的V+&=&5V&*&6.81/(27.4+6.81)&=&0.995V没有方波时,V-&=&0,V+&-&V-&为什么不是1V啊?
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这个我也不知道啊啊
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可能跟你的5V方波有关系
你的5V方波是怎么来的？
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请教高手一个问题？是关于二极管的
是单片机的，这应该没有问题。
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你把那个C去掉试试，或者把1M电阻改220K
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对D?串一个1k的电阻.对D10改成1N4001试试.
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那个1M的电阻本身就有问题
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5V电源怎么来的
D10是不是经常受到5V电源的冲击?D10可能有漏电或是软击穿拉,楼主可以用晶体管测试仪对照一下好坏D10的I-V特性是否一样.注意,一般的人可能会用很大的电压范围来扫描,这样坐标显示会把小电流的区别掩盖掉.可以调整电流的显示范围看小电流下的差别.
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是D？有漏电流，所以V+不是0V
漏电流如果是1ua，那么V+=1ua×1M=1V
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还是去掉C?试一下
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电压不符我猜可能是测量的问题
按LZ一楼的说法,测二级管的电阻为1.2M,我判断你用的是指针表,因为用数字表的话,正确用法是用二极管档去测二极管,测的是二极管的正向压降而不是等效阻值.指针万用表的内阻很低,从几十K/V到上百K/V,而数字表一般都是M级输入电阻.直接测运放的两个输入端,相当于在正负输入端串了一个电阻------万用表的内阻.你算下万用表内阻是多少,再串上你那个1M电阻,算下在表上的分压是多少?指针万用表的输入阻抗一般在表盘上就有提示.假设是100K/V,你用10V档测,这时表的输入阻抗就是1M,和电路里的1M电阻分压后,在表上就只有一半的压降.在这个电路里直接测运放的两个输入端,即使用内阻10M的数字表来测,压降也会比实际低大约10%的.
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D10为限幅二极管
D10为限幅二极管,使输入“－”端的方波电压不能大于5V。若屡烧D10,可在输入二极管正端再串一个100K电阻。
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（2）某同学按照图2所示电路图连接了电路，电路中两个电源两端电压均为3V不变，当S接a端时，电压表的示数为__________V；当S接b端时，电压表的示数为__________V。
（3）图3是小明设计的判断电源正负极的电路图，闭合开关S后，小灯泡发光，则A端是电源的___________极。（选填“正”或“负”）
题型：问答题难度：中档来源：北京期中题
（1）L2；（2）3，0；（3）正
马上分享给同学
据魔方格专家权威分析，试题“阅读下面有关二极管的短文，解决相关问题：电子线路中有一种常用的..”主要考查你对&&电路图及元件符号，电源（干电池、蓄电池）及其能量转化，电压的测量，电压表的使用&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
现在没空？点击收藏，以后再看。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
电路图及元件符号电源（干电池、蓄电池）及其能量转化电压的测量，电压表的使用
电路图：用规定的符号表示电路连接情况的图叫做电路图；几种常见的元件符号如下：常见元器件作用：
&电源：提供电能的装置，将其他形式的能转化为电能。 干电池：1．用途干电池是日常生活中使用最多的直流电源，从手电筒、电动玩具、照相机、计算器到家用电器的遥控器，都需用干电池为它们提供电能。 2．构造 (1)干电池是一种化学电池，其内部结构如图所示。&(2)干电池中含有许多重金属(如锌、铜、汞、镉) 和酸、碱等物质，这些物质渗漏后会污染环境，威胁人类的健康，因此对废电池要进行回收。 蓄电池：1．用途：蓄电池(如图所示)也是电池中的一种，它的作用是把有限的电能储存起来，便于在合适的地方使用，如应用于汽车、摩托车、通讯等。&2．构造：蓄电池的正极所填充的活性物质是二氧化铅，负极所填充的活性物质是海绵状的铅，电解质溶液是硫酸溶液。 3．能的转化：蓄电池在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。电压表的使用方法，读数方法:（下表）
&有三个接线柱，分别是“－”、“3”和“15”，“－”表示负接线柱，“3”和“15”是两个正接线柱
&量程及分度值
&0~3量程，分度值为0.1V；0~15V量程，分度值是0.5V
①电压表必须与被测用电器并联 ②要让电流从电压表的正接线柱流入，从负接线柱流出 ③所测电压不能超过电压表的量程，若不能估测被测电压的大小，可用试触法来试一下 ④绝对不允许不经过用电器直接把电流表接在电源的两极上，这样会烧坏电流表和电源
① 根据导线连接的接线柱判定电压表使用的是哪个量程 ② 根据量程确定所对应的分度值 ③ 根据指针位置正确读取电压表的示数，若指针不指在整刻度要适当估读 ④ 记录数值时不要忘记写上单位 电压表的特点:&& 电压表内阻很大，接入电路后相当于开路。由于这个特点，电压表可以直接接到电源两端测量电源电压。如果电压表在使用过程中与用电器串联，电路就相当于开路了。例在做“练习使用电压表”实验时，小华把电压表接在了如图所示的电路中，小灯泡的规格为“1．2v 1．5w”，电池的电压为1．5V。闭合开关S后，小灯泡__(填“发光”或“不发光”)，电压表的示数为__V。解析:从图中可以看出，电压表与灯泡串联了，由于电压表的电阻很大，所以通过灯泡的电流很小，可以认为是零，所以灯泡不会亮，根据串联电路的分压规律，电源电压基本上都分在了电压表两端，所以电压表的示数为电源电压。 答案:不发光、1．5
去源法判断电压表测哪部分电路的电压：&&& 去源法是指在分析电路中电压表测的是哪个部分电路两端的电压时，可先将电源去掉，然后进行分析的方法使用“去源法”时应注意，在去掉电源(即电源处断开)后，电压表与哪个部分电路组成回路，则电压表测的就是那部分电路两端的电压。例1：存图所示的电路中，闭合开关S，电压表是测量L1两端电压的正确电路是(&& ) 解析：去掉电源后，会发现A、B、C中电压表均与L2构成回路；D中电压表与L1、L2均构成回路。答案：D点拨：所谓“构成回路”是指电压表与其他用电器之间有导线（包括开关）相连，没有断开之处。电压表的试触:&&&& 在预先不能确定电压表应选择的量程时，应该采用“试触”的方法，即在合上开关时仅轻轻接触一下就断开，而不是一下子将开关合到底且长时间不断开。试触时，先选用较大的量程。 && “试触”的方法在电学实验中很重要，要掌握这种方法。在试触时还町以根据电压表指针的方向变化，判断哪端是电池的正极，哪端是电池的负极。将电压表与失去电极标识的电源两极相连，然后迅速试触。如果电压表指针正向偏转，说明与“+”接线柱相连的电极为正极，与“-”接线柱相连的电极为负极。如果电压表指针反向偏转，说明与电压表的“+”接线柱相连的电极为负极，与电压表的“-”接线柱相连的电极为正极。判断未知电表的方法：&&& 对电路中未知电表的判定是个难点，下面介绍几种常用的方法。 1．短路法&& &电流表和电压表是测量仪表，将它们接入电路中对电路结构不产生影响。电流表内阻很小，相当于一根导线；电压表内阻很大，相当于开路。因此可将要填电表的地方换成一根导线，若电路出现短路，则所要填的表应是电压表；若电路并未出现短路，则所要填的表应是电流表。 2．去表法&&& 假设把电表从电路中去除，分析电路是否因此而受到影响。若其他元件不能正常工作，则电表一定是串联在电路中，应是电流表；若其他元件不受影响，则电表一定是并联在电路中，应是电压表。 3．分析法&&& 对于连接方式已确定的电路，可以先观察电路的连接情况，再考虑电表的连接法则，即电流表应串联在电路中，电压表应并联在电路中，最后进行综合判断。例1如图所示电路中，a、b、c是电压表或电流表，其中（&& ） A．a、b为电流表，c为电压表 B．a为电压表，b、c为电流表 C．a为电流表，b、c为电压表 D．c为电流表，a、b为电压表解析：在a、b、c三处分别换上一根导线，则在a处灯泡L1发生短路，所以a应为电压表，b、c处电路未出现短路，所以b、c处为电流表。答案：B由电压表示数判断电路故障：电路出现故障，一般有两种情况：（1）发生短路（2）发生断路。两种情况，电压表的示数都有可能是零或接近电源电压
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