接下来，我们将一起探索19个经典的二极管应用电路，这些电路在日常生活和工业应用中都非常常见且具有代表性。

01二极管保护电路的应用

二极管保护电路是电子设备中不可或缺的一部分，其作用在于对电路中的敏感元件进行保护，防止过电压或过电流对其造成损害。这种电路通过二极管的单向导电性，将过电压或过电流引入安全路径，从而确保核心元件的安全运行。在日常生活和工业应用中，二极管保护电路都发挥着至关重要的作用。

二极管反极性保护电路

在电路保护方面，肖特基二极管常被应用于反极性保护电路。这得益于其低正向压降的特性，使得在处理小信号时功率损耗保持在较低水平。肖特基二极管因其低正向压降与快速响应，适用于反极性保护，确保高频电路安全。此外，肖特基二极管的高电流承载能力和快速开关速度，使其特别适合用于高频电路。当电路以正确的极性连接时，二极管将正常工作，负载将得到稳定的功率供应。然而，一旦出现反极性连接，二极管会立即阻断电流，从而起到保护作用。

二极管反向电流保护电路

在电路保护中，还有一种重要的二极管应用，即反向电流保护电路。这种电路中，二极管与电源正极串联，其作用是确保电流仅能沿正向流动，从而保证电源仅向电路施加正电压。这种配置在电源连接器无极化时显得尤为重要。然而，需要注意的是，由于二极管的正向压降，这种配置可能会带来一定的电压损失。二极管与电源正极串联防止反向电流，但带来正向压降导致的电压损失。

02二极管整流电路

在电路应用中，二极管还常被用于整流电路。这种电路利用二极管的单向导电性，将交流电转换为直流电。整流电路广泛应用于各种电子设备中，是电路设计中不可或缺的一部分。通过二极管的整流作用，交流电的负半周被阻断，从而确保输出为单一的直流电。

半波整流电路

半波整流电路是指仅将交流信号的半波转换为直流信号的电路。这种整流方式通过仅使用一个二极管，实现了对交流信号的半波选择，从而输出了单一的直流信号。利用单个二极管实现交流到直流的转换，仅通过正半波形成直流输出。

桥式全波整流电路

桥式全波整流电路是一种将交流信号的全波转换为直流信号的电路。它通过巧妙配置的四个二极管，即桥式整流器，实现了这一转换功能。四个二极管形成桥式结构，将交流全波转换为直流。

03二极管稳压电路

稳压器是一种用于降低输入电压至所需水平并保持稳定的电路组件。在电源波动时，它能够确保输出电压的稳定性。齐纳二极管常被用作电压调节器，其设计特点是在反向偏置条件下工作。在正向偏置时，它表现如同普通信号二极管；然而，在反向电压作用下，齐纳二极管能在宽电流范围内维持恒定电压。

齐纳二极管稳压原理

在所示电路中，输入电压可在0V至12V的范围内变化，但输出电压始终不会超过5.1V。这是由于齐纳二极管的反向击穿电压（即齐纳电压）设定为5.1V。当输入电压低于5.1V时，输出电压将直接等于输入电压；而一旦超过5.1V，输出电压便会被自动调节至5.1V。在反向偏置条件下，齐纳二极管维持恒定电压，适合作为稳压器。

稳压电路设计

这一稳压电路的特性使得它非常适合用于保护5V的ADC引脚，防止过压损坏。当引脚上的电压超过5V时，齐纳二极管会发挥作用，确保不会有过压通过。同样，当需要为负载提供稳定的5.1V电压时，这个电路同样适用，即使输入电压很高。但值得注意的是，这种电路的电流承载能力相对较小。通过齐纳二极管和串联电阻设计电压稳定电路，防止过压损害。

在设计和使用齐纳二极管电路时，齐纳电阻是一个关键因素。它负责限制通过齐纳二极管的电流，从而保护器件免受过热和损坏。

齐纳串联电阻Rs的计算公式如下：对于1N4734A齐纳二极管，其齐纳电压Vz为5.9V，额定功率Pz为500mW。在电源电压Vs为12V的情况下，我们可以计算齐纳串联电阻Rs的值。根据公式Rs = (Vs-Vz)/Iz，其中Iz是流过齐纳二极管的电流，可以通过Pz/Vz得出。计算得出，Iz约为85mA。因此，Rs = (12-5.9)/85 = 71Ω。所以，在12V电源电压下，为保护1N4734A齐纳二极管，应选择的齐纳串联电阻Rs大约为71欧姆。

04续流二极管功能

续流二极管，其核心作用是连接在感性负载端子上，旨在防止开关两端产生过高的电压。在电感电路关闭时，该二极管为电感衰减电流提供了短路路径，从而有效地消耗了电感中存储的能量。其主要目的是通过这一短路路径来释放电感中的能量，防止电路电流的突然衰减在开关触点和二极管上产生高电压。

电感能量释放

当开关S闭合时，电路中的稳态电流I由电压V和电阻R共同决定，即I=(V/R)。此时，电感中存储的能量为(LI^2)/2。然而，当开关S打开时，电流会从稳定值I突然衰减到零。这种电流的突然变化会导致电感端子上产生高反向电压，根据楞次定律，该电压为L(di/dt)。这个高反向电压不仅会出现在电感端子上，还会出现在二极管和开关上，严重时甚至可能导致开关触点产生火花。

为了避免这种情况，我们引入了续流或反激二极管。这种二极管被连接在电感负载RL上，为电感的衰减电流提供了安全的短路路径，从而有效地保护了开关和二极管免受高电压的损害。续流二极管为电感衰减电流提供通道，避免高反向电压损伤。

05二极管检波电路和限幅电路

峰值检测器

峰值检测器电路专为确定输入信号的峰值（即最大值）而设计，并能将该峰值存储长达无限时间，直至满足复位条件。此类电路通过跟踪输入信号的最大值并将其存储在电容中来实现这一功能。峰值检测电路通过二极管和电容捕获并存储输入信号的最大值。

基本正峰值检测器的电路包含一个二极管、一个电容以及一个运算放大器。在工作过程中，电路会跟随输入波形的峰值，并将这些峰值以电压的形式存储在电容中。每当电路检测到更高的峰值时，新的峰值便会覆盖旧的，并被存储在电容器中，直至其被放电。

限幅电路

限幅电路，一种利用二极管构建的电路，旨在通过削波或切割信号的正半部分、负半部分，或同时削波两半部分，来对信号波形进行整形。通过二极管削波整流来限制电压幅度。

06二极管逻辑和倍频电路

简单数字逻辑门

简单的数字逻辑门，例如AND和OR门，可以通过二极管来构建。以二极管双输入或门为例，它由两个共享阴极节点的二极管组成，逻辑电路的输出也位于该节点。当任一输入或两个输入均为逻辑高电平（例如5V）时，输出将变为逻辑高电平。而当两个输入都为逻辑低电平（例如0V）时，输出则通过电阻被拉至低电平。利用二极管特性构建基本逻辑门，实现所需逻辑功能。

与门的构建方式也颇为相似。在二极管双输入与门中，两个二极管的阳极被连接在一起，形成电路的输出位置。要使输出为逻辑高电平，必须确保两个输入都达到逻辑1，这样电流才能流向输出引脚并被抬高。然而，如果任一输入为逻辑低电平，那么来自5V电源的电流将通过二极管流走。

倍频电路设计

当电流通过二极管时，其一半的周期会被切断，无论输入电流的频率如何，只要二极管的电容保持适中，这种效果在60Hz到RF的范围内都会出现。利用二极管非线性特性产生谐波频率，实现倍频器功能。

通常情况下，非线性是不被期望的，工程师会努力使电路保持线性，以使输出波形与输入波形保持一致。然而，在某些应用中，需要故意引入非线性以产生谐波。这时，二极管便大显身手，其简单的倍频电路设计使得输出LC电路能够被调谐到所需的第n次谐波频率nfo，而非输入或基频fo。