二極管應(yīng)用電路及故障處理的研究

呂佳鳴

摘 要：二極管在電子工藝中被廣泛應(yīng)用，它是推進現(xiàn)代電子技術(shù)進步的重要因素。下面將給大家詳細介紹二極管在電路中的幾種應(yīng)用還有其相關(guān)的故障處理，從而讓大家更加了解二極管的特性，排除生活中可能出現(xiàn)的二極管故障。該文詳細地敘述了二極管的7種應(yīng)用電路及其相應(yīng)的故障處理。每一種電路都是在敘述了工作原理的基礎(chǔ)上，給了簡單可行的故障檢測方法和相應(yīng)的故障處理方案。

關(guān)鍵詞：二極管 應(yīng)用電路 故障處理

中圖分類號：TN773 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（b）-0034-02

1 二極管整流電路及故障處理

利用二極管的正向?qū)?、反向截止的特性，可以實現(xiàn)電路的整流。二極管構(gòu)成的簡易整流電路如圖1所示。

（1）故障檢測方法。

觀察輸出波形，若最后輸出波形與整流前波形基本保持不變，則說明二極管存在短路現(xiàn)象，未能完成整流作用。若最后無法得到輸出波形，則說明二極管存在斷路現(xiàn)象，導(dǎo)致最后電路開路，未能完成整流作用。

（2）電路故障分析。

二極管整流電路屬于電路中比較常見的整流方式，在半波整流電路中，可能會出現(xiàn)二極管被擊穿的現(xiàn)象。利用萬用表的歐姆檔測量二極管的電阻值，在得到一組數(shù)據(jù)后，交換萬用表筆與二極管接觸的電極，進行再次測量，若兩次所得數(shù)據(jù)相近且阻值很小，則說明二極管存在被擊穿的可能，需要及時更換，以保障電路順利工作，若阻值相差比較大，則說明二極管處于正常工作狀態(tài)。

2 二極管簡易穩(wěn)壓電路及故障處理

硅二極管正向?qū)ê?，其管壓降保持?.7 V左右。在低壓穩(wěn)壓電路中，可根據(jù)電路輸出電壓的要求，選用n只二極管串聯(lián)使用。如圖2所示就是由二極管構(gòu)成的簡易直流穩(wěn)壓電路。

（1）故障檢測方法。

通過測量二極管兩端的直流電壓，來判斷3只二極管是否正常工作。

（2）電路故障分析。

如果圖中A點的直流電壓VA高于2.1 V，則說明電路中某只二極管損壞，存在開路故障。如果A點的電壓VA小于2.1 V，說明某只二極管存在短路故障。每降低一個0.7 V，意味著有一只二極管短路。

3 二極管溫度補償電路及故障處理

PN結(jié)的壓降與溫度有關(guān)。圖3中VT1的集電極電流IC會隨溫度的升高而增大，VD1的管壓降會隨著溫度升高而下降，從而形成了反饋，使三極管VT1的集電極電流IC維持不變，所以VD1在電路中實現(xiàn)了溫度補償?shù)淖饔谩?/p>

（1）故障檢測方法。

利用萬用表的歐姆檔測量二極管VD1正向電阻和反向電阻大小的方法。若兩次所得數(shù)據(jù)相近且阻值很小，則說明二極管存在被擊穿的可能，需要及時更換，以保障電路順利工作，若阻值相差較大，則說明二極管能夠正常工作。

（2）電路故障分析。

除了直接測量二極管正向和反向電阻大小之外，還可以觀測其他數(shù)據(jù)，排查電路故障。如果VT1管基極直流偏置電壓下降了 0.7 V，說明VD1可能存在擊穿故障，使三極管VT1的基極電流減小，電路容易進入截止?fàn)顟B(tài)。

4 二極管構(gòu)成的控制電路及故障處理

二極管導(dǎo)通之后，它的電阻值的大小與電流大小有關(guān)系。正向電流越大，正向電阻就越?。徽螂娏髟叫?，正向電阻越大。利用二極管的這種特性，可以構(gòu)成許多自動控制電路。圖4是錄音電路中的自動控制電路。

當(dāng)錄音信號比較小時，經(jīng)A、B兩個集成模塊后，輸出電壓Ui較小，Ui小于二極管VD1的導(dǎo)通電壓，所以二極管VD1不工作，錄音放大器輸出的信號沒有被衰減。

當(dāng)錄音信號較大時，經(jīng)A、B兩個集成模塊后，輸出電壓Ui較大，使二極管VD1導(dǎo)通。錄音信號越大，Ui就越大，通過VD1的電流就增大，從而使VD1的內(nèi)阻越小。錄音放大器A輸出的一部分錄音信號通過電容C1和二極管VD1被分流到地端，實現(xiàn)了對大錄音信號的衰減作用。

（1）故障檢測方法。

需要采用替代法進行檢測，即通過觀測錄音結(jié)果來檢測控制電路是否正常運行。

（2）電路故障分析。

如果錄音信號很大時，聲音出現(xiàn)了一會兒大一會兒小的起伏狀失真，當(dāng)錄音信號很小時，能夠正常錄音，則說明二極管VD1存在開路故障，使得電路不具有控制作用。

如果錄音時，錄音聲音很小，則說明二極管VD1可能被擊穿，使得錄音信號被二極管VD1分流到地了，因此電路也不具有控制作用。

5 二極管限幅電路及故障處理

在限幅電路中，當(dāng)信號幅度超過限定值時，限幅電路使輸出信號維持在限定值；當(dāng)信號幅度沒有達到限定值時，限幅電路不會工作。集成電路A1的①腳通過電阻R1與三極管VT1的基極相連，如果A1的①腳輸出的電壓低于2.1 V，二極管VD1、VD2和VD3沒有導(dǎo)通，信號沒有衰減。如果A1的①腳輸出的電壓高于2.1 V，二極管VD1、VD2和VD3導(dǎo)通，信號維持在2.1 V，起到了限幅的作用。集成電路A1的②腳工作原理一樣。

（1）故障檢測方法。

采用萬用表歐姆檔測量二極管正向電阻和反向電阻大小的方法。若兩次測量數(shù)據(jù)相近且阻值很小，則說明二極管存在被擊穿的可能；若阻值相差較大，則說明二極管正常工作。

（2）電路故障分析。

在限幅電路中，二極管工作在小信號狀態(tài)下，所以出現(xiàn)被擊穿故障的可能性較小。如果電路中沒有起到限幅作用，則可能是二極管出現(xiàn)了開路故障。

6 二極管構(gòu)成的開關(guān)電路及故障處理

當(dāng)S1閉合時，二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，這樣C2接入電路， L1與C1、C2構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電路；當(dāng)S1斷開時，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，L1與C1并聯(lián)構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電路。S1的通斷使得LC并聯(lián)諧振電路中的電容值不同，導(dǎo)致LC并聯(lián)諧振電路的諧振頻率不同。

（1）故障檢測。

利用萬用表測量二極管VD1兩端電壓降的方法。VD1兩端電壓降正常在0.7 V左右，如果測量值很小，說明VD1短路；如果測量值遠大于0.7 V，說明VD1開路。

（2）故障分析。

如果這一電路中開關(guān)二極管VD1開路或短路，振蕩頻率將成為定值，與C2無關(guān)，起不到調(diào)節(jié)振蕩頻率的作用。因此針對可能出現(xiàn)的故障，要及時對二極管進行檢測然后更換，以保障開關(guān)電路正常工作。

7 二極管構(gòu)成的保護電路及故障處理

由于繼電器內(nèi)部存在線圈的結(jié)構(gòu)，所以在斷電時，線圈會產(chǎn)生電壓很大的反向電動勢，從而對繼電器造成損壞。

在正常通電情況下，直流電壓+V使二極管VD1處于反向截止?fàn)顟B(tài)，二極管不工作；當(dāng)電路突然斷電時，繼電器J1兩端產(chǎn)生了下正上負的反向電動勢，這一反向電動勢使二極管VD1正向?qū)?，繼電器J1兩端的壓降瞬間變?yōu)槎O管導(dǎo)通后的管壓降，從而起到了保護繼電器的作用。

（1）故障檢測。

由于二極管兩端并聯(lián)著繼電器，繼電器線圈的直流電阻很小，因此不能利用測量電壓降的方法來判斷二極管質(zhì)量的好壞。需要采用替代二極管的方法來檢查電路是否正常運行。

（2）故障分析。

當(dāng)二極管VD1開路時，沒有起到保護繼電器的作用；當(dāng)二極管VD1 短路時，相當(dāng)于繼電器短路，繼電器不能正常工作。

從上述內(nèi)容的介紹與分析，我們可以看出二極管在電路中具有極為廣泛的應(yīng)用，文中只是著重介紹了7種較為常見的應(yīng)用電路及其相應(yīng)的故障處理。熟悉這些電路的工作原理，掌握其故障檢測和解決方案，對我們更好地使用二極管具有重要意義。

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