小信號二極管

顧名思義，小信號二極管是用來對低電壓、低電流信號進行整流的。有些類型的二極管響應速度很快，適合在調頻電路中或某些高速邏輯電路中使用。事實上，早期計算機的電路中大量使用小信號二極管，除了其他應用以外，它們的作用等同於早期存儲器。

圖9-7展示了一個標準的玻璃封裝小信號二極管。

圖 9-7　標準的小信號二極管

JEDEC標準規定二極管使用的元件編號以1N開頭。圖9-7中的二極管編號為1N4148，比較常見。它已大量替代了較早的用於小信號應用的1N914型二極管。

二極管有四個標定值：正向電壓、最大反向電壓、開關時間和正向電流。

正向電壓

正向電壓也稱作正向偏置 ，即施加在固態P-N結上並能引起通過P-N結的電流的電壓電勢。

正向電流

P-N結在正向偏置電壓下能夠通過的最大電流。

最大反向電壓（PIV）

P-N結能夠承受而不致損壞元件的最大反向極性電壓。注意，雪崩擊穿二極管和齊納二極管都是利用反向偏置電壓工作的。

開關時間

P-N結從不導電狀態變為導電狀態所需要的時間。

表9-1列出了1N4148二極管的標準技術參數。在閱讀小信號二極管的數據表時，或者在經銷商的參數選擇表中挑選元件時，應當主要注意這些參數。

表9-1　1N4148的重要參數

注意，當二極管接入電路時，正向電壓一般表示為壓降，而不同類型的二極管具有不同的壓降。一個普通的紅色發光二極管的壓降通常為1.4 V。圖9-8展示了簡單電路中壓降的表示方法。

圖 9-8　LED 兩端的壓降

圖9-8中的電阻 R 值的選取要能產生足夠的正向電流，使LED發光，各製造商選擇的阻值可能不同。注意，這個電阻本質上是一個分壓器，如第1章所述。計算分壓器阻值的方法同樣適用於計算 R 的阻值。

9.4.2　整流器

固態整流器可以用來處理任意有效值的電流，電流的大小在500 mA或以上。它們主要用於電源中的交流整流，用在保護電路和穩壓器電路中。

圖9-9展示了一個IN4004整流器，其工作電流為1 A，能夠承受最大400 V的反向電壓。在小外形線性電源中，這樣的整流器很常見。IN4000係列的其他整流器的最大反向電壓為50 V~1000 V，標定的正向電流均為1 A。

圖 9-9　標準的小外形固態整流器

整流器除了如圖9-9所示的軸向引腳形式以外，也有封裝類型。高電流整流器一般為螺柱安裝 形式，如圖9-10所示。

圖 9-10　螺柱安裝整流器

整流器的另一種變化形式是橋式整流器。橋式整流器 是一種全波整流器，不同於半波整流器。後者會將交流信號轉換為脈衝直流信號（如圖9-6所示），而全波整流器會將交流信號的正向和反向電壓都轉換為直流信號輸出，如圖9-11所示。

圖 9-11　全波整流器

另一種全波整流器電路隻用到兩個整流器，但是它的變壓器需要一組中間抽頭的二次繞線作為共用回線。

全波橋式整流器不需要中間抽頭。圖9-12展示了一個小外形橋式整流器。你也可以買到更大的整流器，中心有通孔用來安裝到底盤或散熱片上。

圖 9-12　小外形橋式整流器

一個小外形全波橋式整流器，或者隻用四個半波整流器，就可以為電路製造一個“自動”的直流輸入電路，如圖9-13所示。如果該電路的輸入電壓不是通過變壓器後的交流電壓而是直流電壓，那麽橋式整流器就能夠確保輸出的連續性以及電壓方向的正反。雖然這種方法並不常用，但也在一些設備上得到了應用。有些使用壁式變壓器的設備在標稱的交流電壓和直流電壓輸入下都能正常工作，這是因為其內部有全波橋式整流器，可能還有穩壓器和濾波器。

圖 9-13　一個“自動”直流電源輸入保護電路