整流二极管的作用及其整流电路
什么是二极管它在电子电路中的作用是什么
什么是二极管它在电子电路中的作用是什么二极管（Diode）是一种电子器件，它是由半导体材料制成的。
它具有两个端点，分别被称为P型和N型。
二极管主要用于电子电路中的整流、截止和保护等方面。
在本文中，将详细介绍二极管的原理、分类和应用。
一、二极管的原理二极管的原理基于PN结的特性。
PN结是通过将N型半导体和P 型半导体连接而成。
N型半导体具有过剩的电子，而P型半导体则具有过剩的空穴（电子缺乏）。
当两个半导体相接时，形成的PN结会产生一个电场。
在静止状态下，由于电荷的扩散和P型半导体与N型半导体之间的电势差，形成了一个电势垒。
在这个状态下，电子不能从N区域流向P区域，空穴也不能从P区域流向N区域。
二、二极管的分类根据二极管的材料和结构，可以将二极管分为以下几种类型：1. 硅二极管：硅二极管是最常用的二极管类型之一。
它具有较高的工作温度和较低的导通电阻。
硅二极管可经受较高的电压和电流，适用于大功率电子器件。
2. 锗二极管：锗二极管是由锗晶体制成的。
它在某些方面与硅二极管相似，但由于锗的特性，它在工作温度和电流容限方面存在一些限制。
锗二极管的导电能力较差，适用于低功率应用。
3. 小信号二极管：小信号二极管是一种特殊类型的二极管，用于低功率和高频应用。
它具有较高的响应速度和较低的噪声水平，适用于放大和调整电路中。
4. 功率二极管：功率二极管是专门设计用于高功率应用的二极管。
它具有较高的电流和电压容限，能够承受较大的功率损耗。
三、二极管的作用二极管在电子电路中具有多种重要作用。
以下是二极管的主要作用：1. 整流作用：二极管可以使交流信号转换为直流信号。
在整流电路中，二极管只允许电流沿一个方向流动，从而实现了直流电的产生。
2. 截止作用：当二极管的正向电压低于其额定电压（正向电压降），二极管即处于截止状态。
在截止状态下，二极管不导电。
3. 保护作用：由于二极管具有截止特性，它可以用作保护其他器件的电路元件。
例如，在继电器电路中，通过将二极管连接到继电器的线圈两端，可以防止继电器的电感储能引起电压峰值。
二极管在电路中的五个作用
二极管在电路中的五个作用二极管是一种具有两个端口的电子器件，通常由硅（Si）或锗（Ge）制成。
它们是电路中最基本的元器件之一，具有广泛的应用。
在电子设备中，二极管有许多作用。
在本篇文章中，我们将介绍二极管在电路中的五个作用。
1.整流作用：二极管最基本的用途是将交流电转换为直流电，这种转换过程称为整流。
在整流电路中，二极管被放置在电路的正半部分，使正半部分的电流可以流过二极管，而负半部分的电流在二极管中被截止。
这种整流电路常见于电源设备中。
2.信号检波作用：二极管还可以用来检测信号，这种作用称为信号检波。
在通信设备中，二极管可以将无线电信号转换为音频信号，这种转换过程称为检波。
在检波电路中，二极管被放置在信号电路的输出端，以便使高频部分被过滤而只剩下低频部分。
3.调制作用：二极管还可用于信息调制。
在无线电设备中，二极管可以被用于将调制信号与信息信号进行混合。
较高的频率信号常常用来调制较低的频率信号，这可以用来将音频信号进行调制，从而传输信号。
4.稳压作用：二极管还可用于电路的稳定。
在稳压电路中，二极管被放置在电路中，可使电路在整个操作范围内保持稳定。
稳压器可以具有不同的输出电压，这使得它们可以在不同的应用中发挥作用。
5.发光作用：二极管可以被用于发光。
这种二极管通常被称为LED（发光二极管）。
LED广泛用于灯具、显示屏和其他电子设备。
最常见的应用是照明，以及用于指示设备正在运行的状态。
综上所述，二极管在电路中具有多种作用。
无论是在电源设备、通信设备还是其他电子设备中，它们都扮演着至关重要的角色。
因此，在设计和开发电子设备时，必须考虑二极管的使用方法和其在电路中的五个基本作用。
整流二极管的作用
整流二极管的作用整流二极管是一种特殊的半导体器件，它的主要作用是将交流电信号转化为直流电信号。
在电子设备中，直流电是大多数电子元件工作所需的电源，而交流电源则更为常见。
因此，整流二极管对于电子设备的正常工作非常重要。
整流二极管的工作原理是基于半导体材料的PN结特性。
在PN结中，P型半导体富含正电荷（空穴），N型半导体富含负电荷（电子）。
当PN 结两侧的电势差小于材料的禁带宽度时，电荷将无法通过结，此时称为反向偏置。
当电势差大于禁带宽度时，电荷将可以通过结，此时称为正向偏置。
整流二极管利用这一特性实现对电流的导通和截断。
在正向偏置的情况下，整流二极管的P区将具有较高的正电势，N区将具有较高的负电势。
这将导致P区的正电荷向N区移动，N区的负电荷向P区移动，形成电子和空穴的重复循环移动。
这个循环移动形成的电流被称为正向电流，可以通过整流二极管的PN结。
在反向偏置的情况下，整流二极管的P区将具有较高的负电势，N区将具有较高的正电势。
这将阻止电子和空穴的移动，导致电流无法通过整流二极管的PN结。
这个状态下的整流二极管被称为截止，不导电。
1.电流转换：整流二极管可以将交流电信号转换为直流电信号。
当交流电压为正向偏置时，整流二极管导通，允许电流通过；当交流电压为反向偏置时，整流二极管截止，阻止电流通过。
2.电流保护：整流二极管具有阻止反向电流通过的特性。
在电子设备中，反向电流可能会对电路和元件造成损坏。
通过将整流二极管连接在电路中，可以防止反向电流的流入，保护其他元件。
3.电压稳定：整流二极管可以稳定电压信号。
当正向偏置时，整流二极管具有较低的导通电压，可以保持电路中的电压稳定。
这对于需要稳压电源的电子设备非常重要。
4.电压平滑：整流二极管还可以平滑波形信号。
在电源的正半周，整流二极管导通，将交流信号的负半周期去除，实现波形信号的平滑输出。
总之，整流二极管在电子设备中起到了非常重要的作用。
它可以将交流电信号转换为直流电信号，并起到保护电路和稳定电压的作用。
2 二极管的应用电路--整流解析
讨论： 单相桥式整流电路 如图，试回答下列问题：
a
U1 U2
V4
V1 V2
I0
RL
b
V3
u0
1. 若V3 管接反，会有什么情况发生？此时U0=？ 2. 若V3 管短路，会有什么情况发生？此时U0=？ 3. 若V3 管开路，会有什么情况发生？此时U0=？ 解：1. 正半周不通， 结果？ 负半周变压器被短路。烧坏变压器， U0=0
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模拟电子技术
整流电路
整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。 整流原理： 利用二极管的单向导电性 常见的整流电路： 半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流 等。 分析时可把二极管当作理想元件处理： 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
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1.1 单相半波整流电路
u2
集成直流稳压电源
o
2U2
2
3
t
3. 参数估算
uO
2 3
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u2 2U2 sint
1 UO 2U 2 sin td (t ) 2 0 0.45U 2 U2 I D I O 0.45 RL
o
t
iD=iO
o o
uD
2 2
3 3
t t
2U2
u2
2 3
o
2U2
t
江 阴 学 院
2 2 U 2 0.9U 2
2) 流过每个二极管平均电流 U2 UO 1 0.45 I D IO RL 2 2 RL
uO
2 3
o
t
iD=iO
二极管整流电路
A
i
UU
VD1
VD2
VD3 u0
RL
UV
UW
N
三相交流电源做星形连接，中线 N直接与负载相连接。
（4）三相桥式整流电路
uU uV
uW
B i0
Hale Waihona Puke EVD1VD3A
VD5
C
u0
RL
VD2
VD4
VD6
D
3.二极管在汽车上的应用—车用整流电路
车用整流器的二极管分为正极管和负极管两种类型，其外形 和符号如图所示。
第三讲 二极管的应用
图 汽车发电机整流电路及其整流波形图
1.二极管的作用
（1）整流二极管 利用二极管的单向导电性，可以把方向交替变化的交流电
变换成单一方向的脉动直流电。 （2）开关元件
二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当 于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截 止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可 以组成各种逻辑电路。
根据输出脉动直流电的波形，整流电路可分为半 波整流电路和全波整流电路；
根据输入交流电的相数，可分为单相整流电路与 三相整流电路等。
（1）单相半波整流电路
输出电压u0是原来正弦电压波形的一半。
（2）单相桥式全波整流电路
桥式整流：将四个整流二极管连接成一个电桥对交流电进 行整流。
（3）三相半波整流电路
图 汽车发电机整流二极管安装图
汽车交流发电机的整流电路
VD1 VD3 VD5
a b c
VD2 VD4 VD6
交流发电机的整流电路
二极管的导通原则： 正二极管的导通原则：瞬间电位最高者导通。 负二极管的导通原则：瞬间电位最低者导通。
整流二极管的作用与原理
整流二极管的作用与原理整流二极管是一种常见的半导体器件，也是电子电路中广泛应用的一种元件。
它的作用是将交流电信号转换为直流电信号，即将电流只能从正向流动的交流电转换为只能从正向流动的直流电。
整流二极管的原理基于PN结的特性，在连接电路中的正向工作区域，整流二极管的导通电流较大，而在反向工作区域则具有很高的电阻。
整流二极管由P型半导体和N型半导体组成，通过特殊的工艺技术将两种半导体材料结合在一起，形成PN结。
P型半导体具有多余的正电荷，称为空穴，而N型半导体则具有多余的负电荷，称为电子。
当P型半导体和N型半导体相结合时，电子从N区向P区扩散，而空穴从P区向N区扩散，这个过程被称为阻挡层扩散。
在PN结形成后，由于电子和空穴的扩散使得PN结附近形成一个带电区域，这个带电区域称为耗尽区。
在耗尽区，P区和N区的阻挡电场抵消住了电子和空穴的扩散，并且形成了一个电势垒。
在整流二极管的正向工作区域，当P端的正电压（相对于N端）大于PN结的电势垒时，PN结会变薄，电子和空穴就能够克服电势垒而通过。
此时，整流二极管的导通电流较大，可以近似看作一个导线，具有较低的电阻。
整流二极管的正向导通特性使得它可以将交流电信号的正半周期通过，而将负半周期阻断，从而实现了交流电信号到直流电信号的转换。
而在整流二极管的反向工作区域，当P端的反电压（相对于N端）大于PN结的电势垒时，PN结会变厚，使得通过PN结的电流变得非常小。
在这个状态下，整流二极管表现出很高的电阻。
正是因为这种特性，整流二极管在反向工作区域可以实现对反向电流的阻断和限制。
因此，整流二极管通过正向导通和反向阻断的特性，实现了交流电信号到直流电信号的转换。
其具体原理可以总结为以下几个方面：1. 电势垒的形成：在PN结形成后，由于P区和N区的电荷差异，形成了一个电势垒。
这个电势垒阻碍了电子和空穴的自由扩散。
2. 正向导通：当外加正电压（相对于N端）大于电势垒时，电子和空穴克服电势垒的作用，可以通过PN结。
二极管整流电路的作用
二极管整流电路的作用二极管整流电路，听上去有点高深，但其实它就像厨房里的万能调料，让我们生活中的电子设备都能正常运转。
想象一下，你的手机、电视、甚至冰箱，都是需要电的。
这电源一般都是交流电，咱们的二极管就像个超级守门员，把这些交流电变成直流电。
听起来是不是很酷？简而言之，二极管就像个单向阀门，只允许电流往一个方向流动，阻挡反方向的流动，这样一来，电流就变得安全、稳定。
这就好比你去超市购物，推着购物车，只能往前走，不能回头。
二极管在电路里也起着类似的作用，把电流控制得服服帖帖。
没有它，交流电就像个无头苍蝇，东撞西撞，搞得一团糟，让你的电子设备变得不稳定，甚至损坏。
这可不是开玩笑，很多时候，电器被烧坏的原因就是因为没有好好整流。
这就像一个失控的派对，没人管理，结果就一片狼藉。
二极管整流电路的应用范围也是广泛得让人咋舌。
无论是小家电还是大机器，都离不开它。
比如你家的电脑，它在工作的时候，电源里的电流经过二极管整流后，才能顺利供应给电脑的每个部分，确保你可以流畅地上网、打游戏，甚至看电影。
想象一下，突然没电了，画面一黑，游戏卡住了，那可真是让人心头一紧啊。
这时候，二极管就像那位在关键时刻挺身而出的英雄，默默守护着你心爱的设备。
整流电路还分为单向整流和桥式整流。
单向整流就像你在游泳池里，单方向进水，另一边全是排水口。
而桥式整流就更高级了，四个二极管搭配在一起，形成一个桥梁，把交流电转换成直流电，简直就是电路界的“四大天王”。
你可以想象，桥式整流就像个超级乐队，多个乐器齐心协力，演奏出和谐美妙的旋律。
整流电路并不是只有一种方式，随着科技的发展，各种新型整流电路层出不穷。
有些整流电路还带有滤波功能，就像在咖啡里加点奶，口感更顺滑，电流更稳定。
这样的整流电路可以让我们的设备更加持久、可靠，让使用体验直线上升。
哎，真是科技改变生活啊，有时候我们不禁感叹，真希望生活中的麻烦事也能像电流一样顺畅。
再来聊聊二极管的种类，市面上常见的有硅二极管和锗二极管，硅二极管耐高温、抗压能力强，而锗二极管则更灵敏，适合做一些特殊的电路应用。
整流二极管的作用
整流二极管的作用整流二极管是一种用于将交流电转换为直流电的器件，也被称为二极管整流器。
它通过只允许电流沿一个方向流动的特性，将交流电的负半周期去除，从而将其转换为直流电。
整流二极管在电子领域中具有广泛的应用，尤其在电源电路中扮演着重要的角色。
以下是整流二极管的一些主要作用。
1.将交流电转换为直流电：整流二极管最主要的作用就是将交流电信号转换为直流电信号。
交流电是在一定时间内正负极性交替变化的电流，而直流电则是一种在相同方向上稳定流动的电流。
通过整流二极管的单向导电性质，它可以将交流电的负半周期去除，使得输出电压为直流电。
2.构建电源电路：整流二极管是电源电路中的重要组成部分。
在大多数电子设备中，都需要使用直流电源来供应电路的正常工作。
整流二极管能够将来自交流电源的电压转换为稳定的直流电压，在电源电路中提供恒定的电源输出。
3.保护其他器件：整流二极管可以对其他电子器件起到保护作用。
当外部电压超过正常范围时，整流二极管会将多余的电压转移到负极，以保护后续电路或负载不受过电压的破坏。
这种保护作用在很多电路中都是必要的。
4.激光器中的应用：整流二极管也广泛应用于激光器中。
激光器需要高稳定性和高纯度的直流电源，任何涟漪或干扰都会对激光器效果产生不利影响。
整流二极管能够将交流电输入转换为纯净的直流电，提供稳定的电源给激光器。
5.电磁屏蔽：整流二极管也可以在电磁屏蔽方面发挥作用。
在一些需要抑制电磁干扰的应用中，整流二极管可以提供可靠的屏蔽功能，减少或消除来自外部设备的电磁干扰。
6.无线通信：整流二极管还在无线通信领域有广泛应用。
例如，在射频信号接收的无线电设备中，整流二极管可以用于检测和解调无线电频率，并将它们转换为直流信号。
总的来说，整流二极管是将交流电转换为直流电的关键器件，它在电源电路、激光器、无线通信等领域起到重要作用。
它的单向导电性质和稳定性使得它成为现代电子设备中不可或缺的组成部分之一。
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整流二极管的作用及其整流电路
整流二极管的作用及其整流电路
一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。
通常它包含一个PN结，有阳极和阴极两个端子。
P区的载流子是空穴,N区的载流子是电子，在P区和N区间形成一定的位垒。
外加使P区相对N区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降（典型值为0.7V）,称为正向导通状态。
若加相反的电压,使位垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流（称反向漏电流），称为反向阻断状态。
整流二极管具有明显的单向导电性,。
整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。
硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好。
通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造。
这种器件的结面积较大，能通过较大电流（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以下。
整流二极管主要用于各种低频整流电路。
二极管整流电路
一、半波整流电路
图5-1、是一种最简单的整流电路。
它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ，组成。
变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。
下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。
在0～K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。
此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。
这时D承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。
在π～2π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。
以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。
这种除去半周、留下半周的整流方法，叫半波整流。
不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压
Usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。
二、全波整流电路(单向桥式整流电路)
如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。
图5-3 是全波整流电路的电原理图。
全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。
变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2ae2aRfz与e2b 、D2、Rfz ，两个通电回路。
、D1、、e2b ，构成
全波整流电路的工作原理，可用图5-4 所示的波形图说明。
★在0～π间内，e2aD1 导通，在Rfz 上得到上正下负的电压；e2b 对D2为反向电压，D2 不导通（见图5-4（b）。
★在π-2π时间内，e2b 对D2为正向电压，D2导通，在Rfz 上得到的仍然是上正下负的电压；e2aD1为反向电压，D1 不导通（见图5-4（C）。
对Dl 为正向电压，
如此反复，由于两个整流元件D1、D2轮流导电，结果负载电阻Rfz 上在正、负两个半周作用期间，都有同一方向的电流通过，如图5-4（b）所示的那样，因此称为全波整流，全波整流不仅利用了正半周，而且还巧妙地利用了负半周，从而大大地提高了整流效率（Usc＝0.9e2，比半波整流时大一倍）。
图5-3所示的全波整滤电路，需要变压器有一个使两端对称的次级中心抽头，这给制作上带来很多的麻烦。
另外，这种电路中，每只整流二极管承
受的最大反向电压，是变压器次级电压最大值的两倍，因此需用能承受较高电压的二极管。
图5-5（a ）为桥式整流电路图，（b）图为其简化画法。
三、桥式整流电路
桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。
这种电路，只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。
桥式整流电路的工作原理如下：e2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。
电路中构成e2、Dl、Rfz 、D3通电回路，在Rfz ，上形成上正下负的半波整洗电压，e2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。
电路中构
成e2、D2Rfz 、D4通电回路，同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。
上述工作状态分别如图5-6（A）（B）所示。
如此重复下去，结果在Rfz ，上便得到全波整流电压。
其波形图和全波整流波形图是一样的。
从图5-6中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整洗电路小一半！
四、整流元件的选择和运用
需要特别指出的是，二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。
如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用，造成浪费。
表5-1 所列参数可供选择二极管时参考。
另外，在高电压或大电流的情况下，如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用。
图5-7 示出了二极管并联的情况：两只二极管并联、每只分担电路总电流的一半，三只二极管并联，每只分担电路总电流的三分之一。
总之，有几只二极管并联，"流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。
但是，在实际并
联运用时"，由于各二极管特性不完全一致，不能均分所通过的电流，会使有的管子困负担过重而烧毁。
因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器，使各并联二极管流过的电流接近一致。
这种均流电阻R一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。
电流越大，R应选得越小。
图5-8示出了二极管串联的情况。
显然在理想条件下，有几只管子串联，每只管子承受的反向电压就应等于总电压的几分之一。
但因为每只二极管的反向电阻不尽相同，会造成电压分配不均：内阻大的二极管，有可能由于电压过高而被击穿，并由此引起连锁反应，逐个把二极管击穿。
在二极管上并联的电阻R，可以使电压分配均匀。