1. 整流电路
功能：
- 将交流电转换为直流电，这是二极管最常见的应用。二极管的单向导电特性使其能够在交流电（AC）输入时，允许电流仅在一个方向流动，从而将交变电流转换为单向电流。
工作原理：
在正半周时，二极管导通，电流通过；
在负半周时，二极管截止，电流不通过。
通过这样的方式，交流电被转换为脉动直流电，后续还需滤波器进行平滑。
应用实例：
这个电路是一个桥式整流电路，常用于将交流电（AC）**转换为**直流电（DC）。下面是对电路的详细分析：
电路组成：
- AC 输入：
- 电路的输入是交流电源（AC 85-265V），这种电源范围适用于不同的交流电压输入，例如家庭电源或工业电源。
- 保险丝（F1）：
- 保险丝用于保护电路和负载免受过电流的影响。它会在电流过大时熔断，从而防止其他元器件损坏。
- NTC 热敏电阻（RT1）：
- 热敏电阻（NTC）在电流启动时具有较低的阻值，可以限制初始的浪涌电流。当电路稳定后，热敏电阻的阻值上升，提供较小的电流限制作用。
- MOV（压敏电阻，MOV1）：
- MOV（Metal Oxide Varistor）用于过压保护，它可以在电压超过某个阈值时快速导通，吸收高压浪涌，保护电路中的其他元件免受过电压的损害。
- 电容（CX1）：
- 电容（0.1µF）用于滤波和去噪声，减少输入信号中的高频噪声，帮助稳定输出电压。
- 变压器（L2）：
- 变压器用于降低高电压的交流电压，转换成适合整流电路使用的低电压。
- 桥式整流二极管组（D1）：
- D1 为桥式整流电路，由4个二极管（IN4007 和 D0-41）组成。它可以将交流电的正负半周都转化为直流电。每当交流电的电压波形发生变化时，相应的二极管会导通，将电流引导到负载端，从而完成整流过程。
- 直流滤波电容（C5）：
- 电容C5（22µF/400V）用于平滑直流输出，减少因整流过程产生的脉动直流信号（纹波）。它通过储存电荷并释放，确保输出直流电的稳定性。
整流过程：
- 输入交流信号：
- 输入是交流电源，其电压随时间呈正弦波形波动，电流在正负半周之间变化。
- 桥式整流：
- 桥式整流电路的四个二极管（IN4007 和 D0-41）根据输入的交流电波形自动导通，并将电流仅允许流向一个方向。这样，正负半周的交流电都被转化为正向电流。
- 输出直流信号：
- 整流后，输出电流为脉动直流，这个脉动直流信号需要进一步通过滤波器平滑。
- 滤波电容：
- 电容C5起到平滑直流信号的作用，减少脉动和噪声，提供较为平稳的直流电输出。
电路的应用：
- 这个桥式整流电路用于将交流电转换为直流电，并通过滤波电容平滑输出，常用于电源供应系统，例如适配器、电源模块等。
这个电路的主要功能是将输入的交流电信号转化为稳定的直流电源，通过桥式整流和滤波技术，确保输出电压的稳定性和可靠性。电路中还有过压保护和初始浪涌电流抑制的设计，以确保电路长期稳定运行。
2. 稳压电路
功能：
- 稳定电压：稳压二极管（齐纳二极管）用于提供稳定的参考电压，常用于电压稳定器、过电压保护电路中。
工作原理：
- 在反向偏置下，齐纳二极管的反向击穿电压非常稳定，当反向电压达到齐纳电压时，二极管导通并稳定电压，阻止电压继续升高。
应用实例：
这个电路图展示的是一个防反接电路，旨在防止电源反向连接时损坏电路。以下是对电路的详细分析：
电路组成及功能：
- 电源输入（VIN）：
- 这是电路的输入端，通常连接到电源（例如直流电池或适配器）。电源电压会传入电路。
- MOSFET（U8，AO3415A）：
- 该电路使用了MOSFET作为开关元件，具体型号为AO3415A。它起到了控制电流流动的作用，根据电源电压的极性来决定是否导通。
- MOSFET的功能是：当电源接反时，它会阻止电流流动，从而保护电路中的元件。
- 二极管（D5，NC/LM37ZV5T1G）：
- 稳压二级管D5限制NMOS管的Vgs电压最大值为5.1V，避免VIN输入电压过大，导致Vgs电压值过大损坏NMOS管。
- 电阻（R26、R29、R31）：
- R26：0Ω电阻。
- R29和R31：提供适当的偏置电阻，调节电路工作状态，确保MOSFET和二极管正确工作。
- 电容（C35）：
- 电容C35用于去除高频噪声，稳定电源输入，保证电源的稳定性，并减小电源波动对电路的影响。
工作原理：
- 正常接入电源：
- 当电源连接正确（即正负极连接正确）时，MOSFET保持导通状态，电流正常流向电路，二极管不导通，电路工作正常。
- 反接电源：
- 当电源接反时，MOSFET会切断电流路径（MOSFET的反向偏置使其截止）。与此同时，二极管（D5）将导通，提供电流的回路，将反向电流分流到地，从而避免电流通过电路的敏感部分。
- 通过这种方式，二极管有效地保护电路不被反向电流损坏。
这个电路设计的主要功能是防止电源接反，使用MOSFET和二极管相结合的方式实现保护。MOSFET控制电流的流动，而二极管则在反接电源时快速导通，保护电路不受反向电流的影响。电容和电阻的加入有助于稳定电压和调节电路参数，从而保证电路在不同电源条件下的可靠运行。
3. 信号检波（整流）
功能：
- 信号检波：二极管用于从调制信号中提取原始信号，如在无线电和通信中进行信号解调。
工作原理：
- 在调频和调幅的广播信号中，二极管能检测出其中的包络线，进而恢复原始的音频信号。
应用实例：
- AM / FM 收音机：二极管用于将接收到的调幅（AM）信号或调频（FM）信号解调，从而恢复音频信号并驱动扬声器。
- 无线电通信：用于无线电设备中，将无线信号转化为可用的信息信号。
4. 开关电路
功能：
- 开关功能：二极管广泛用于开关电路中，控制电流的流动。通过控制二极管的正向或反向偏置，可以打开或关闭电流通路。
工作原理：
- 在开关电路中，二极管可以通过控制电流的流动来实现开关功能。比如在续流二极管中，二极管能够防止开关器件（如晶体管）损坏，并确保电流持续流动。
应用实例：
MCU复位电路：在继电器电路中，使用二极管来保护继电器开关元件，避免电流反向时对电路造成损坏。
这个电路是一个用于低电平复位电路的设计，常见于微控制器（MCU）中。其作用是当电源快速恢复时，开关二极管提供电容C1的快速放电回路，让MCU进行可靠复位，确保在电源断电后，MCU能够正常重新启动并工作。
主要元件与功能：
- D1（BAS316）二极管：
- 该二极管是一个小信号快速恢复二极管，用于低电平信号的快速整流，BAS316 主要用于提供电容C1的快速放电回路。
- R1（10kΩ 电阻）：
- 电阻用于为电路提供必要的限流，确保电容C1充放电的速率适当。它与C1配合使用来控制复位时间常数。
- C1（0.1µF 电容）：
- 电容与电阻一起形成RC时间常数，用于控制复位信号的延时。它提供一个短暂的低电平信号给NRST（复位引脚），以保证MCU能够在电源恢复时完成复位。
- NRST（复位引脚）：
- 这是微控制器的复位引脚。在电源恢复时，C1和R1通过给该引脚施加一个低电平脉冲来触发MCU的复位。
电路工作原理：
- 电源恢复时
- 电源恢复后，电容C1充电，产生一个短暂的低电平脉冲，该脉冲被传递到NRST引脚。
- NRST引脚接收到低电平信号后，MCU执行复位操作，重新开始工作。
- 电源恢复前
- 在电源未恢复时，电容C1处于放电状态，电路保持不变，不会触发复位信号。
这个电路特别适用于电源快速恢复时，确保MCU能够正确复位并继续运行。它常见于低电压监控和电源管理电路中，能够有效避免由于电源不稳定导致的MCU工作异常。
应用场景：
继电器保护电路：在继电器电路中，使用二极管来保护继电器开关元件，避免电流反向时对电路造成损坏。
5. 发光二极管（LED）应用
功能：
发光显示与照明：LED二极管利用电流通过时发光的特性，广泛应用于各种显示、照明等场合。
工作原理：
- 当电流通过LED时，电子与空穴复合，释放出能量以光的形式出现，这就是发光现象。
- 发光二极管的正向压降大致在1.5V至3.3V，红色的1.6V到1.8V；绿色的2V到2.4V;蓝色/白色的3V至3.3V，小功率的发光二极管电流一般最大为20mA，使用的时候需要串联电阻限流。
应用实例：
- V_Sys 和 V_5V
- 这是电路中的两路电压。图中可以看到，R65（0 Ω） 将 V_Sys 与 V_5V 短接或“跳线”在一起（也可能是为了在不同板型或不同设计阶段保留切换/测试的灵活性）。在有些设计中，0 Ω 电阻用于“占位”，方便日后改进或做不同版本。
- R67（10 kΩ）
- 这个电阻串接在红色 LED 的前级，用于限流和设定 LED 的电流大小，电流I = (5V-1.6V)/10k=0.34mA。
- 10 kΩ 对于常见的 5 V 或 3.3 V 系统来说算比较大的限流电阻，因此通过 LED 的电流会比较小，亮度也相对较暗。这样做通常是为了降低功耗，同时在指示灯上仍能看出是否上电。
- D15（Red LED）
- 这是一个红色发光二极管，和地（GND）相连，用来指示某个电压（此处是 V_Sys 也可能是 V_5V）是否存在。
- 当 V_Sys 上电时，经 R67 限流后的电流会使 LED 亮起，提示“系统电源已存在”或“电压正常”。
- C76（0.1 µF）
- 这颗电容通常是去耦电容/旁路电容，用于滤除 V_Sys 线路上的高频噪声，稳定电压，防止对后续电路或其他模块产生干扰。
6. 瞬态电压抑制（TVS）保护
功能：
- 浪涌保护：TVS二极管用于保护敏感电路，防止高电压瞬态浪涌（如雷击、静电放电）对电路元件造成损坏。
- 肖特基二极管的结构及特点使其适合于在低压、高频、大电流，比如BUCK降压的续流二极管，BOOST升压的隔离二极管等。
工作原理：
- TVS二极管在反向击穿时能快速吸收电流，将浪涌电压限制在安全范围内，保护后级电路免受损害。
应用实例：
此处如果使用单向TVS管，必须放置在防反接肖特基D12的后面，否则的话，电源反接，单向TVS管刚好正接，正向导通电流很大，将烧毁单向TVS管。
单向TVS管应用于抑制尖峰干扰电压，避免损坏GPRS模块。
肖特基应用于防反接与电源隔离中。
肖特基二极管D14,应用于BUCK拓扑的续流二极管，符合高频、低压、大电流场合
肖特基二极管D1，提供电机线圈电感的续流路径，符合高频、低压、大电流场合
7. 光电传感器与光电二极管应用
功能：
- 光电探测与传感：光敏二极管（光电二极管）根据光照的强弱变化产生电流，广泛应用于光电探测器、光开关等。
工作原理：
- 光照射在二极管表面时，光子与电子相互作用，产生光生电流，信号强度与光强度成正比。
应用实例：
- 光电开关：光电传感器用于检测物体的存在与否，广泛应用于自动化生产线、安防系统等。
- 光纤通信：在光纤通信系统中，光电二极管用于将光信号转换为电信号。
8. 保护电路
功能：
- 过电压、过电流保护：二极管常用在过电压保护电路中，防止电压过高时对电路元件造成损害。
工作原理：
- 二极管在反向偏置时阻止过电压，并在电压过高时导通，通过短路分流来保护电路。
应用实例：
- 电源保护：为电源输入端加入二极管，防止电源过电压对电路造成损坏。
- 电池充电保护：在充电电路中使用二极管，防止电池反向充电或过充。