典型电子应用电路 22 个电子电路项目分享,电路图+工作原理,一文总结,快速上手

小编 2025-04-05 电子应用 23 0

22 个电子电路项目分享,电路图+工作原理,一文总结,快速上手

大家好,我是李工,创作不易,希望大家多多支持我。今天给大家分享

22 种电子电路项目 ,都是一些相对基础的电子电路项目。(

篇幅较长,建议收藏后,观看 )。

电子爱好者和初级电子工程师建议直接上手试试,大佬级别的电子工程师请多指教。(图片可以点击放大

主要是以下 22 个电子电路项目

1、洗手间自动开关灯电路2、自动门铃响铃电路3、简易雨水报警系统4、 555 定时器闪光灯电路5、SCR 和 555 定时器的电池充电器6、智能风扇7、夜间感应灯8、LED调光器9、基于触点的呼叫铃10、火警系统11、直流照明电路12、下雨警报器13、简单的温度监测器14、触摸传感器电路15、万用表电路16、LED闪光灯电路17、隐形防盗报警器18、LED电路19、使用晶体管的简单光敏节拍器20、基于触摸的灵敏开关电路21、电子眼22、使用 UPC1651 的调频发射机

一、洗手间自动开关灯电路

不知道大家有没有想过,在你进入洗手间的时候,系统就能帮你打开灯,当你离开浴室的时候,灯就会自动关掉。(忽然有种恐怖的气息)

这是真的可以实现的,下面就介绍洗手间自动开关灯电路 ,只需要一个常闭开关 、一个运算放大器 、一个555 定时器 和一个 12V灯。

1、洗手间自动开关灯电路元器件清单

洗手间自动开关灯电路元器件清单

2、洗手间自动开关灯电路连接

LM741 运算放大器是由 8 个引脚组成的单个 运算方法器芯片。引脚 2 和 3 为输入引脚,引脚 3 为同相端,引脚 2 为反相端。

电路通过分压器将固定电压提供给引脚 3,通过开关将输入电压提供给引脚 2。

电路使用的开关是常闭单刀单掷开关,LM741 运算放大器芯片的输出被送到 555 定时器 IC,如果触发(由其输入引脚 2 处的低电压触发),则会在其输出引脚上生成一个高逻辑脉冲(电压等于 12V 电源),这个输出引脚连接到 12V 灯

3、洗手间自动开关灯电路原理图

洗手间自动开关灯电路原理图

4、洗手间自动开关灯电路工作原理

开关放置在墙壁上的方式是,当将门完全推向墙壁以将其打开时,当门接触墙壁时,常闭开关将打开 。此处使用的 LM741 运算放大器用作比较器,当开关打开时,反相端连接到 12V 电源,大约 4V 的电压被馈送到同相端。

现在,同相端电压小于反相端电压,运算放大器的输出端会产生一个低逻辑脉冲,这通过分压器装置馈送到定时器 IC 输入。555 定时器 IC 在其输入端被一个低逻辑信号触发,并在其输出端产生一个高逻辑脉冲。在这里,555 定时器工作在单稳态模式,当灯接收到这个 12V 信号时,它就会发光。

同样,当一个人从洗手间出来并关上门时,开关会回到正常位置并关闭 。由于 LM741 运算放大器的非反相端的电压高于反相端,因此 LM741 运算放大器的输出处于逻辑高电平,这无法触发计时器,由于定时器没有输出,灯被关闭。

二、自动门铃响铃电路

自动门铃响铃电路 (实际实现仅限于家里有门铃的人[无辜笑]),大概的思路就是当你靠近门的时候,不需要手动去按门铃,门铃通过感应你的存在,就会自动响铃。

自动门铃响铃电路 需要传感器布置和控制电路 ,然后根据传感器输入触发门铃响

1、自动门铃响铃电路元器件清单

自动门铃响铃电路元器件清单

2、自动门铃响铃电路连接

自动门铃响铃电路 使用的传感器是一个 IR LED 和一个光电晶体管装置,它们彼此相邻放置。传感器单元的输出通过晶体管和电阻馈送到555 定时器 IC ,定时器的输入被提供给引脚 2。

传感器单元由 5V 电源供电,定时器 IC 引脚 8 由 9V Vcc 电源供电。在定时器的输出引脚 3 处,连接了一个蜂鸣器。

定时器 IC 的其他引脚以类似方式连接,以使555 定时器工作在单稳态模式

3、自动门铃响铃电路原理图

自动门铃响铃电路原理图(点击可放大)

4、自动门铃响铃电路工作原理

传感器和光电晶体管放置在附近,这样在正常操作中,光电晶体管不会接收任何光并且不会导通。因此,晶体管(因为它没有得到任何输入电压)不导通。

由于555 定时器输入管脚 2 为逻辑高电平信号,因此它没有被触发,蜂鸣器也没有响起,因为它没有接收到任何输入信号。

如果有人靠近门,LED发出的光会被该人接收并反射回来。光电晶体管接收该反射光,然后开始导电。

当这个光电晶体管导通时,晶体管得到偏置并开始导通。定时器的引脚 2 接收到低逻辑信号,定时器被触发。当这个定时器被触发时,输出端会产生一个 9V 的高逻辑脉冲,当蜂鸣器接收到这个脉冲时,它就会被触发并开始响铃。

三、简易雨水报警系统

雨是必要的,但同时雨的影响力也是毁灭性的,很多时候自己怕淋雨,晒的衣服也怕被雨淋湿,尤其是在下大雨的时候,即使是在车里面,操作车辆挡风玻璃也成为了一个很麻烦的事情。

这时候,一个雨水报警系统 就很有必要了,可以指示下雨的可能性。

雨水报警系统 的元件包括一个运算放大器 、一个555 定时器 、一个蜂鸣器两个探头 ,还有一些其他的基础元器件

将这个电路放在车里或者家里其他地方,并且将探头放在外面,就可以有一个简单的系统来检测雨水。

1、简易雨水报警系统元器件清单

简易雨水报警系统元器件清单

2、简易雨水报警系统电路连接

运算放大器 LM741 在这里用作比较器,两个探头作为输入提供给运算放大器 LM741 的反相端子,这样当雨水落在探头上时,它们就会连接在一起。 通过分压器装置向同相端子提供固定电压。

运算放大器 LM741在引脚 6 上的输出通过上拉电阻提供给定时器的引脚 2。定时器 555的引脚 2是触发引脚。

这里,定时器 555 以单稳态模式连接 ,因此当它在引脚 2 触发时,在定时器的 引脚 3 产生输出。6 引脚和地之间接一个470uF的电容,5脚和地之间接一个0.01uF的电容。在引脚 7 和 Vcc 电源之间连接一个 10K 欧姆的电阻。

3、简易雨水报警系统电路原理图

简易雨水报警系统电路原理图(点击可放大)

4、简易雨水报警系统电路工作原理

没有下雨时,探头不相互连接(此处使用按键代替探头),因此 运算放大器 LM741 的反相输入端没有电压供应。 由于同相端提供固定电压,因此运算放大器的输出为逻辑高电平信号。当这个信号加到定时器的输入引脚时,它没有被触发,也没有输出。

下雨时,由于水是电流的良导体,因此探针通过水滴相互连接,因此电流开始流过探针,并且电压被施加到运算放大器 LM741 的反相端子。该电压高于同相端的固定电压,因此运算放大器的输出处于逻辑低电平。

当该电压施加到定时器输入时,定时器被触发并产生逻辑高输出,然后将其提供给蜂鸣器。因此,当感应到雨水时,蜂鸣器开始响起,指示下雨。

四、 555 定时器闪光灯电路

这里介绍一个简单的闪光灯电路,555 定时器闪光灯电路 的思路是以一分钟间隔的频率改变灯的强度 ,这里主要是向开关或驱动灯的继电器提供振荡输入。

1、555 定时器闪光灯电路物料清单

555 定时器闪光灯电路物料清单

2、555 定时器闪光灯电路连接

在该系统中,555 定时器用作振荡器,能够以最长 10 分钟的时间间隔产生脉冲。 这个时间间隔的频率可以通过连接在 555 定时器 IC 的放电管脚 7 和 Vcc 管脚 8 之间的可变电阻来调节。另一个电阻值设置为1K,引脚 6 和引脚 1 之间的电容设置为 1uF。

引脚 3 处的 555 定时器输出提供给二极管和继电器的并联组合。

该系统使用常闭触点继电器 。系统使用4盏灯:其中两盏串联,另外两对串联灯相互并联。DPST开关用于控制每对灯的开关。

3、555 定时器闪光灯电路原理图

555 定时器闪光灯电路原理图(点击可放大)

4、555 定时器闪光灯电路工作原理

当该电路接收 9V 电源(也可以是 12V 或 15V)时,定时器 555 在其输出端产生振荡。输出端的二极管用于保护,当继电器线圈收到脉冲时,它就会通电。

假设 DPST 开关的公共触点以这样一种方式连接,即上面的一对灯接收 230 V AC 的电源。由于继电器的开关操作会因振荡而变化,因此灯的强度也会发生变化并出现闪烁。同样的操作也发生在另一对灯上。

五、使用 SCR 和 555 定时器的电池充电器

在停电的情况下,可以使用充电电池,最大的挑战就是电池的高效充电,可以设置一个电路来解决这个问题。

设计一个使用 SCR 和 555 定时器的简单电路 ,以确保电池的受控充电和放电并带有指示。

1、使用 SCR 和 555 定时器的电池充电器元器件清单

使用 SCR 和 555 定时器的电池充电器元器件清单

2、使用 SCR 和 555 定时器的电池充电器元器件电路连接

向变压器的初级提供 230V 电源,变压器的次级连接到可控硅整流器 (SCR) 的阴极。

接下来,将可控硅的阳极连接到灯上,将电池并联,然后将两个电阻(R5 和 R4)的组合与电池两端的 100 欧姆电位器串联连接。

使用单稳态模式的 555 定时器,它由二极管和 PNP 晶体管的串联组合触发。

3、使用 SCR 和 555 定时器的电池充电器电路原理图

使用 SCR 和 555 定时器的电池充电器电路原理图

4、使用 SCR 和 555 定时器的电池充电器电路工作原理

降压变压器降低其初级处的交流电压,该降低的交流电压在其次级提供。这里使用的 SCR 充当整流器。在正常操作中,当可控硅导通时,它允许直流电流流向电池。每当电池充电时,少量电流流过 R4、R5 和电位器的分压器排列。

由于二极管接收非常少量的电流,因此它的传导微不足道。当这个少量的偏置施加到 PNP 晶体管上时,它就会导通。结果,晶体管接地,定时器的输入引脚被赋予低逻辑信号,从而触发定时器,然后将定时器的输出提供给 SCR 的栅极端,触发导通。

如果电池充满电,则开始放电 ,通过分压器的电流增加,二极管也开始大量导通,然后晶体管处于截止区域,这无法触发定时器,因此,SCR 没有被触发,这会停止向电池供电。池充电时,指示灯会发出指示。

六、智能风扇

风扇是在家里或者办公室经常会使用到的,这个智能风扇 通过自动切换操作减少电能的浪费。

这里主要是面包板上进行设计,下图为智能风扇电路。

智能风扇电路(点击可放大)

智能风扇项目 是一个简单的电子电路,当有人在房间里时它会打开,当有人离开房间时风扇会关闭。因此,可以减少消耗的电能的量。

智能风扇电路框图

智能风扇电子电路红外 LED 用于检测人的光电二极管 组成。

如果红外 LED 和光电二极管检测到任何人,则使用 555 定时器驱动风扇,然后启动 555 定时器。

七、夜间感应灯

夜间感应灯 是设计最简单的电子电路之一,也是通过灯的自动切换操作来节省电力 的最强大的电路。

夜间感应灯电路

夜间感应灯电路 将根据落在电路中使用的传感器上的光强来操作灯光敏电阻(LDR)用作电路中的光传感器,需要任何操作就可以自动打开和关闭灯。

夜间感应灯框图

八、LED调光器

LED 灯更受欢迎 ,因为它们效率最高寿命长且功耗极低

LED 的调光特性用于各种应用,例如恐吓、装饰等。尽管 LED 是为调光而设计的,但为了获得更好的性能,可以使用 LED 调光器电路。

LED调光器

LED 调光器 是使用 555 定时器 ICMOSFET可调预设电阻大功率 LED 设计的简单电子电路。电路连接如上图所示,亮度可以控制在10%到100%之间

LED调光器框图

九、基于触点的呼叫铃

在我们的日常生活中,我们通常会使用许多简单的电子电路,例如呼叫铃、电视的IR遥控器、AC等等。传统的呼叫铃系统由一个开关组成,用于操作并产生蜂鸣声或指示灯亮起。这里要介绍的是基于触点的呼叫铃

基于接触点的呼叫铃

基于接触点的呼叫铃 是一种创新且简单的电子电路 ,旨在取代传统的呼叫铃。该电路由触摸传感器555定时器IC晶体管蜂鸣器 组成。

如果人体触摸到电路的触摸传感器,则在触摸板上产生的电压用于触发定时器 。因此,555 定时器输出在固定的时间间隔内变为高电平(基于 RC 时间常数)。该输出用于驱动晶体管,该晶体管在该时间间隔内触发蜂鸣器并在此之后自动关闭。

基于接触点的呼叫铃框图

十、火警系统

住的地方、办公室、每一个可能发生火灾事故的地方,最重要的电子电路就是火灾报警系统 。火灾报警系统有助于扑灭火灾或从火灾事故中逃生,从而减少人员损失和财产损失。

火警系统

使用 LED 指示灯晶体管热敏电阻 构建的简单电子项目可用作火灾报警系统

火灾报警系统项目 甚至可以用于指示高温 (火灾导致高温),以便可以打开冷却系统以将温度降低到有限范围。

热敏电阻 (温度传感器)用于识别温度变化 ,从而改变晶体管输入 。因此,如果温度范围超过限制值,则晶体管将打开 LED 指示灯指示高温。

火灾报警系统框图

十一、直流照明电路

直流电源用于具有两个端子即阳极和阴极的小型 LED,阳极为+ve,阴极为-ve。

直流照明电路 中,灯被用作负载 ,它有两个端子,例如正极和负极。灯的+ve端子连接到电池的阳极端子,电池的-ve端子连接到电池的-ve端子。一个开关连接在电线之间,为 LED 灯泡提供直流电源电压。

直流照明简单电子电路

十二、下雨警报警报

下雨警报电路 用于在下雨时发出警报 ,这个电路用于在家中保护他们洗过的衣服和其他容易被雨淋的东西

构建下雨警报电路 所需的组件是探针 、10K和330K电阻 ,BC548和BC558三极管 、3V 电池 、01mf 电容喇叭

雨报警电路

每当雨水与下雨警报电路中的探头接触时,电流就会流过电路,使 Q1 (NPN) 晶体管和 Q1 晶体管使 Q2 晶体管 (PNP) 变为活动状态,因此,Q2 晶体管导通,然后通过扬声器的电流会产生蜂鸣声。

在探头与水接触之前,此过程会一次又一次地重复。内置在上述电路中的振荡电路可以改变音调的频率,从而可以改变音调。

十三、简单的温度监测器

当电池电压低于 9 V时,温度检测器电路 使用 LED 发出指示。温度检测器电路非常适合监控 12V 小型电池的充电水平 ,这些电池用于防盗报警系统和便携式设备。

简单的温度检测器电路 的工作取决于 T1 晶体管基极的偏置

温度监控器简单电子电路

当电池电压大于9伏时,基极-发射极上的电压将相同,这使晶体管和 LED 都处于关闭状态。

当电池电压因使用而降低到 9V 以下时,T1 晶体管的基极电压下降,而其发射极电压保持不变,因为 C1 电容已充满电。在这个阶段,T1 晶体管的基极端变为+ve 并导通。C1 电容通过 LED 放电。

十四、触摸传感器电路

触摸传感器电路电阻晶体管发光二极 管三个元件组成。在这里,电阻和 LED 都与晶体管集电极端子的正电源串联。

触摸传感器简单电子电路

选择一个电阻将 LED 的电流设置为 20mA 左右。现在给出两个裸露端的连接,一个连接到 +ve 电源,另一个连接到晶体管的基极端子用手指触摸这些电线,LED 就会亮起

十五、万用表电路

万用表电路 是一种基本、简单且基本的电路,用于测量电压电阻电流 ,还用于测量直流和交流参数

万用表电路 包括一个与电阻串联的检流计,可以通过将万用表的探针放在电路上来测量电路上的电压,万用表主要用于电机绕组的导通。

万用表简单电子电路

十六、LED闪光灯电路

LED闪光灯电路 的配置如下所示。下面的电路是用最流行的组件之一构建的,如555 定时器和集成电路,该电路将定期闪烁 LED

LED闪光灯简单电子电路

在电路中从左到右,电容和两个晶体管设置时间 以及打开或关闭 LED 所需的时间 。通过改变给电容充电的时间激活定时器

IC 555 定时器 用于确定 LED 保持开启和关闭的时间 ,它内部包含一个复杂的电路,但由于它被封装在集成电路中。

两个电容位于定时器的右侧,它们是定时器正常工作所必需的。

最后一部分是 LED 和电阻,电阻 用于限制 LED 上的电流 ,所以不会损坏。

十七、隐形防盗报警器

隐形防盗报警器 的电路由光电晶体管红外 LED 组成

当红外线的路径没有障碍物时,报警器不会发出蜂鸣声。当有人穿过红外线光束时,就会发出警报,蜂鸣器响起。

如果光电三极管和红外LED封装在黑管中并完美连接,则电路范围为1米。

窃贼报警器简单电子电路

红外光束落 在 L14F1 光电晶体管 上时,它会保持 BC557 (PNP) 不导通,此时蜂鸣器不会发出声音 。当红外光束中断 时,光电晶体管关闭 ,允许 PNP 晶体管执行并且蜂鸣器响起。

将背面的光电晶体管和红外 LED 固定到正确的位置,使蜂鸣器静音。调整可变电阻以设置 PNP 晶体管的偏置。

这里也可以用其他种类的光电晶体管代替LI4F1,但L14F1更敏感。

十八、LED 电路

发光二极管 是一个发光的小元件,使用 LED 有很多优点,因为它非常便宜,易于使用,我们可以通过它的指示很容易地了解电路是否工作。

LED简易电子电路

在正向偏置条件下,穿过结的空穴和电子来回移动,在这个过程中,他们将被合并或以其他方式相互淘汰。一段时间后,如果电子从 n 型硅移动到 p 型硅,则该电子将与空穴结合并消失。它使一个完整的原子更稳定,因此它会以光子的形式产生少量能量。

在反向偏置条件下,正电源将带走结中存在的所有电子,所有的孔都将拉向负极。所以结被电荷载流子耗尽,电流不会流过它。

阳极是长针,这是你连接到最正电压的引脚,阴极引脚应连接到最负电压 。它们必须正确连接才能使 LED 工作。

十九、使用晶体管的简单光敏节拍器

这是使用晶体管的简单光敏节拍器电路 。该电路中使用了两种晶体管 ,即晶体管型号 2N3904 和 2N3906 构成了一个原点频率电路

扬声器发出的声音会随着声音中的频率而增加和下降。

LDR 用于该电路中 LDR 表示光敏电阻 ,我们也可以将其称为光敏电阻或光电管。LDR是一种光控可变电阻。

光敏节拍器简单电子电路

如果入射光强度增加,则 LDR 的电阻会降低,这种现象称为光电导。

暗房内的引闪灯靠近 LDR 时,它接收到光,然后 LDR 的电阻会下降。即会增强或影响频率原点、频率声音电路。 通过电路中的频率变化,木头不断地抚摸着音乐。

二十、基于触摸的灵敏开关电路

触摸式感应开关电路 的电路图如下所示。该电路可以用 IC 555 构建

在单稳态多谐振荡器模式下,555 IC 可以通过产生一个高逻辑来响应 引脚 2 来激活,产生输出所需的时间主要取决于电容 (C1) 以及可变电阻 (VR1) 的值

基于触摸的灵敏开关

一旦触摸板被触动,那么 IC 的 引脚 2 将被拖到一个不太逻辑的电位,例如低于 Vcc 的 1/3。输出状态可按时由低变高,使触发继电器的驱动级。一旦 C1 电容放电,负载将被激活,这里负载连接到继电器触点,可以通过继电器触点进行控制。

二十一、电子眼

电子眼 主要用于在入口底部监控客人 ,它不是响铃,而是通过 LDR 连接到门

每当未经授权的人试图打开门时,那个人的影子就会落在 LDR 上,然后,电路将立即激活以使用蜂鸣器产生声音。

电子眼

电子眼电路 的设计可以使用逻辑门来完成 ,例如非门使用 D4049 CMOS IC。该 IC 内置有六个独立的非门,但该电路仅使用一个非门。一旦非门输出为高且引脚 3 输入与电源的1/3 级相比较少。类似地,当电压供应电平增加到 1/3 以上时,输出变低。

电子眼电路 的输出有 0 和 1 两种状态,该电路使用 9V 电池。电路中的 引脚 1 可以连接到正电压电源,而 引脚 8 连接到接地端子。

在该电路中,LDR 主要用于检测人影其值主要取决于落在其上的阴影的亮度

通过 220 KΩ 电阻和 LDR 串联设计分压电路 。一旦 LDR 在黑暗中获得较少的电压,它就会从分压器获得更多的电压。这个分压可以作为非门输入。

一旦LDR 变暗并且该门的输入电压降低到电压的 1/3,则 引脚 2 获得高电压。最后,蜂鸣器将被激活以产生声音。

二十二、使用 UPC1651 的调频发射机

FM 发射器电路 如下图所示,适用于 5V DC。该电路可以使用 ICUPC1651 等硅放大器构建 。该电路的功率增益范围很广 ,如 19dB,而频率响应为 1200MHz。

在该电路中,可以使用麦克风接收音频信号 ,音频信号通过 C1 电容馈送到芯片的第二个输入端,在这里,电容 就像一个噪声滤波器

调频发射机

FM 调制信号在 引脚 4 是允许的,引脚 4 是一个输出引脚。

在上述电路中,可以使用 L1 和 C3 等电感和电容形成 LC电路,从而形成振荡,进而改变电容 C3 ,可以改变发射器频率。

以上就是关于22 个电子电路项目 的知识,希望大家多多支持 我,得点赞关注 ,有问题欢迎在评论区留言 ,大家一起讨论

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19 种典型二极管应用电路,电路图+工作原理,一文总结,快速搞懂

大家好,我是李工,创作不易,希望大家多多支持我。今天给大家分享19 个典型二极管应用电路 ,都是一些常用到并且典型的电路。(篇幅较长,建议收藏后,观看图片可以点击放大 。)

具体是以下19 种典型二极管应用电路

1、二极管保护电路2、二极管整流电路3、二极管稳压电路4、二极管续流电路5、二极管检波电路6、二极管限幅电路7、二极管钳位电路8、二极管倍压电路9、二极管AM 包络检波器或解调器10、二极管逻辑电路11、二极管电压尖峰抑制电路12、二极管电压参考电路13、二极管无线电解调电路14、二极管温度测量电路15、二极管倍频电路16、二极管频率控制电路17、二极管光耦隔离18、二极管混频电路19、二极管光源电路

一、二极管保护电路

1、二极管反极性保护电路

肖特基二极管常用于保护电路,如反极性电路,因为它的正向压降低 ,下图为常见的反极性电路。

当 Vcc 和地以正确的极性连接时,二极管正向传导,负载接收功率 。与整流二极管的 0.7V 相比,肖基特二极管上的正向压降在 0.04V 左右非常少,这样二极管上的功率损耗不会太大,而且肖特基二极管可以允许更多的电流通过它,还具有更快的开关速度,因此可以用于高频电路。

二极管反极性保护电路

之前有文章详细讲过肖特基二极管 ,大家可以直接点击进入:

什么是肖特基二极管?肖特基二极管有什么特别的地方?一文带你读懂肖特基二极管

2、二极管反向电流保护电路

与电源正极串联放置的二极管称为反向保护二极管,可以确保电流只能沿正向流动,并且电源仅向你的电路施加正电压。

当电源连接器没有极化时,这种二极管应用很有用。反向保护二极管的缺点是,由于正向压降,它会引起一些电压损失。

二极管反向电流保护电路

二、二极管整流电路

1、半波整流电路

仅将交流信号的半波转换为直流信号的过程称为半波整流电路 ,这种类型的整流是通过只使用一个二极管来实现的,只留下一半信号。

半波整流电路

之前有文章详细讲过半波整流电路 ,大家可以直接点击进入:

什么是半波整流?半波整流电路原理详解,图文结合,通俗易懂

2、桥式全波整流电路

全波整流电路交流信号的全波转换成直流信号 。它由四个特定配置的二极管组成,称为桥式整流器。

桥式全波整流电路

之前有文章详细讲过桥式全波整流电路 ,大家可以直接点击进入:

什么是桥式整流电路?一文教你弄懂桥式整流电路

三、二极管稳压电路

稳压器 用于将输入电压降低到所需的水平 ,并在电源波动的情况下保持不变,也可以用来调节输出电压。

齐纳二极管 通常用作电压调节器 ,因为它设计为在反向偏置条件下工作。当处于正向偏置时,它的行为就像一个正常的信号二极管。另一方面,当施加反向电压时,电压在很宽的电流范围内保持恒定。

在下面的电路中,输入电压可以在 0V 到 12V 之间变化,但输出电压永远不会超过 5.1V,因为齐纳二极管的反向击穿电压(齐纳电压)为 5.1V,当输入电压低于 5.1V 时,输出电压将等于输入电压,但当超过 5.1V 时,输出电压将被调节为 5.1V。

二极管稳压电路

该电路的这一特性可用于保护 5V 的 ADC 引脚(过压保护电路 ),因为该引脚可以读取 0-5V 的电压,但如果超过 5V,齐纳二极管将不允许过压。同样,当输入电压很高时,可以使用相同的电路为负载调节 5.1V。但是这种电路的电流限制非常小。

在使用齐纳二极管设计电路时,要考虑的一件重要事情是齐纳电阻,齐纳电阻用于限制通过齐纳二极管的电流,从而保护其免受加热和损坏,齐纳电阻的值取决于齐纳二极管的齐纳电压和额定功率。

齐纳串联电阻 Rs 的计算公式 如下所示

齐纳串联电阻 Rs 的计算公式

对于 1N4734A 齐纳二极管,Vz 值为 5.9 V,Pz 为 500mW,现在电源电压 (Vs) 为 12V,Rs 值为

Rs = (12-5.9)/Iz

Iz = Pz/Vz = 500mW / 5.9V = ~85mA

因此,Rs = (12-5.9)/85 = 71 Ω

Rs = 71ohms(大约)

之前有文章详细讲过齐纳二极管 ,大家可以直接点击进入:

什么是齐纳二极管?几分钟教你弄懂齐纳二级管工作原理

四、二极管续流电路

续流二极管 基本上是一个连接在感性负载端子上的二极管,以防止在开关两端产生高压。

当电感电路关闭时,续流二极管为电感衰减电流的流动提供短路路径,从而消耗电感中存储的能量。

续流或反激二极管的主要目的是通过提供短路路径来释放电感中存储的能量,否则电路电流的突然衰减将在开关触点和二极管上产生高电压。

当开关 S 闭合时,通过电路的稳态电流 I 为 (V/R),因此电感中存储的能量为 (LI 2 )/2。当此开关 S 打开时,电流会突然从稳定值 I = (V/R) 衰减到零。

由于电流的这种突然衰减,等于 L(di/dt)的高反向电压(根据楞次定律)将出现在电感端子上,因此会出现在二极管和开关上,这将导致开关触点产生火花。

如果这个反向电压超过二极管的峰值反向电压,那么它可能会损坏。为了避免这种情况发生,一个称为续流或反激二极管的二极管连接在电感负载 RL 上,如下图所示。

二极管续流电路

五、二极管检波电路

峰值检测器电路 用于确定 输入信号峰值(最大值) ,将输入电压的峰值存储无限长的时间,直到达到复位条件。

峰值检测器电路利用其跟踪输入信号的最大值并将其存储的特性

下图显示了基本正峰值检测器的电路 :

峰值检测器由一个二极管和电容以及一个运算放大器组成,如上图所示。峰值检测电路不需要任何复杂的元件来确定输入波形的峰值。

工作原理跟随输入波形的峰值并以电压的形式存储在电容中,到进一步移动的时间,如果电路检测到更高的峰值,新的峰值将存储在电容器中,直到它被放电。

电路中使用的电容由施加的输入信号通过二极管充电,二极管上的小电压降被忽略,电容被充电到施加的输入信号的最高峰。

二极管检波电路

六、二极管限幅电路

限幅电路 是由二极管制成的电路,用于通过对信号的正半部分或负半部分或两半部分进行削波或切割来整形信号波形,它用于限制预定点的电压。

二极管限幅电路

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什么是二极管限幅电路?一文带你读懂二极管限幅电路

七、二极管钳位电路

钳位器 是一种电路,可在不扭曲信号形状的情况下向信号添加正或负 DC 值偏移

信号的峰峰值保持不变,钳位器由一个带电容的二极管组成。

二极管钳位电路

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什么是二极管钳位电路?二极管钳位是什么意思?一文帮你搞定

八、二极管倍压电路

半波倍压器的电路图 如下所示。

正半周期 :二极管 D1 正向偏置 ,所以它允许电流 通过它,该电流将流向电容 C1 并将其充电至输入电压 IeVm 的峰值。然而,电流不会流向电容 C2 ,因为二极管 D2 是反向偏置 的,因此二极管 D2 阻止了流向电容 C2 的电流。因此,在正半周期间,电容 C1 被充电而电容 C2 未被充电。

负半周期 :二极管 D1 被反向偏置。因此二极管 D1 将不允许电流通过它。因此,在负半周期间,电容 C1不会被充电 。然而,存储在电容 C1中的电荷 (V m ) 被放电(释放)

另一方面,二极管 D2 在负半周期间正向偏置,所以二极管 D2 允许电流通过它。该电流将流向电容 C2 并对其充电。因为输入电压 Vm 和电容 C1 电压 Vm 被添加到电容 C2 ,所以电容 C2 充电到值 2Vm。

因此,在负半周期间,电容 C2 由输入电源电压 Vm 和电容 C1 电压 Vm 充电。因此,电容 C2 被充电至 2m。

二极管倍压电路

九、二极管AM 包络检波器或解调器

带电容的二极管是用于解调 AM 信号的最简单和最便宜的电路

音频信息信号存储在由二极管检测的 AM 调制信号的包络中,因为它只允许信号的正半周期。

二极管AM 包络检波器或解调器

十、二极管逻辑电路

简单的数字逻辑门,如 AND 或 OR,可以用二极管 构建。

例如,一个二极管双输入或门可以由两个具有共享阴极节点的二极管构成。逻辑电路的输出也位于该节点。每当任一输入(或两者)为逻辑 1(高/5V)时,输出也变为逻辑 1。当两个输入均为逻辑 0(低/0V)时,输出通过电阻拉低。

二极管逻辑电路

与门的构造方式类似,两个二极管的阳极连在一起,就是电路的输出所在的位置,两个输入都必须为逻辑 1,迫使电流流向输出引脚并将其拉高。如果任一输入为低电平,来自 5V 电源的电流将流过二极管。

对于两个逻辑门,只需添加一个二极管即可添加更多输入

二极管逻辑电路

十一、二极管电压尖峰抑制电路

瞬态电压抑制 (TVS) 二极管 通常用于限制意外的大电压尖峰造成的潜在损害 。瞬态电压抑制 (TVS) 二极管有点像齐纳二极管,低击穿电压(通常约为 20V),但具有非常大的额定功率(通常在千瓦范围内)。

瞬态电压抑制 (TVS) 二极管 设计目的是在电压超过其击穿电压时分流电流并吸收能量。

反激二极管在抑制电压尖峰方面也有类似的作用,特别是那些由电感元件(如电机)引起的尖峰。

当通过电感的电流突然变化时,会产生一个电压尖峰,可能是一个非常大的负尖峰,放置在感性负载上的反激二极管将为负电压信号提供安全的放电路径 ,实际上循环通过电感和二极管,直到它最终消失。

二极管电压尖峰抑制电路

十二、二极管电压参考电路

齐纳二极管各种电子电路中用作电压参考,为偏置提供稳定的电压 。齐纳二极管在反向偏置下作为电压调节器运行,并在宽电流范围内提供稳定的电压。

二极管电压参考电路

十三、二极管无线电解调电路

调幅无线电广播的解调二极管的一个重要应用 。幅度调制信号由交替的正负电压峰值组成,其幅度或“包络”与原始音频信号成比例,但平均值为零。

晶体二极管对幅度调制信号进行整流,从而产生具有所需平均幅度的信号,一个简单的过滤器用于检索平均值,然后将其放入产生声音的音频转换器中。

二极管无线电解调电路

十四、二极管温度测量电路

二极管可用作温度监测设备 ,因为二极管上的正向压降与温度有关 。电压看起来具有正温度系数,因此根据肖克利理想二极管方程,它取决于掺杂浓度和工作温度。

温度系数可能像普通热敏电阻一样为负,也可能像在低于 20 开氏度的温度下工作的温度感应二极管一样为正。

二极管作为温度传感器

十五、二极管倍频电路

当电流通过二极管时,一半的周期被切断。无论频率如何,只要二极管电容不太大,从 60 Hz 电流通过 RF 都会发生这种情况。

二极管的输出波看起来与输入波有很大不同,这种情况称为非线性。每当电路中存在任何类型的非线性时。

每当输出波形的形状与输入波形不同时,输出中就会出现谐波频率,这些是输入频率整数倍的波。

通常,非线性是不可取的,然后工程师努力使电路线性化,使输出波形与输入波形具有完全相同的形状,但有时需要一个会产生谐波的电路.,然后故意引入非线性。

二极管非常适合这一点,一个简单的倍频电路如图所示,输出 LC 电路被调谐到所需的第 n 次谐波频率 nfo,而不是输入或基频 fo。

为了使二极管用作倍频器,必须是在相同频率下也能很好地用作检测器的类型。这意味着该组件应充当整流器,而不是电容。

二极管倍频电路

十六、二极管频率控制电路

当二极管反向偏置时,在 PN 结处有一个具有介电特性的区域,这被称为耗尽区,因为它缺少多数电荷载流子,该区域的宽度取决于几个因素,包括反向电压。

只要反向偏压小于雪崩电压,改变偏压就可以改变耗尽区的宽度,这导致结的电容发生变化。电容总是很小(皮法量级),与反向偏压的平方根成反比。

一些二极管是专门为用作可变电容而制造的,这些是变容二极管 。有时你会听到它们被称为可变电容,它们由硅或砷化镓制成。

变容二极管 的常见用途是在称为压控振荡器 (VCO) 的电路中。使用线圈和变容二极管的电压调谐电路如下图所示。

下图为一个并联调谐电路,与变容二极管 相比,其值较大的固定电容器用于防止线圈使变容二极管两端的控制电压短路。

二极管频率控制电路

十七、二极管光耦隔离电路

光电隔离器是一种设备 ,它有两个二极管一个是光源或发射器 ,通常是发光二极管(LED),另一个是用作光电传感器的光电二极管

LED 将电输入信号转换为光,光电二极管检测入射光并根据入射光产生相应的电能。

一个基本的光耦合器 如下所示:

二极管光耦隔离电路

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你想知道的光电二极管知识,一文给你讲明白

十八、二极管混频电路

混频器是一种提供新信号的电路,其频率是两个输入信号的和或差。

二极管 用于混频器中以改变信号的频率 ,例如调制用于在超外差接收器中传输或解调的信号。

双工器通过叠加输入 RF 和 LO 信号来驱动二极管。

二极管偏置在直流电压 ,通过隔直电容 与 RF 和 LO 信号路径去耦。 RF 扼流圈阻止 RF/LO 信号进入偏置源。由于二极管非线性而产生的高频分量被中频滤波器滤除,只允许中频分量出现在输出端。

二极管混频电路

十九、二极管光源电路

LED 是电流驱动的,当置于正向偏置模式时会出现一定的电压降 ,正向压降 (V F ) 范围为 1.2V 至 4.0V,取决于 LED 使用的复合材料类型。

当施加大于正向压降的电压并且电流流过 LED 时,LED 就会发光。

过大的电流会损坏 LED 的敏感 PN 结,因此需要在 LED 和电压源之间插入适当的串联电阻,串联电阻值不应超过 LED 额定电流的 80%,并应允许足够量的电流使 LED 显着变亮。

二极管光源电路

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发光二极管为什么发出不同颜色的光?一文讲解光电二极管

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