1)整流二极管解析
二极管的低压和高压
二极管的低压和高压二极管的低压和高压摘要：二极管是一种常见的电子元件，在电路中有着重要的应用。
本文将深入探讨二极管的低压和高压工作条件，并以从简到繁的方式，逐步介绍二极管的原理、结构、特性和应用。
通过对二极管的全面评估和解析，我们将更深入地理解二极管的工作原理以及其在实际应用中的重要性。
一、引言二极管作为一种电子元件，在电子技术领域有着重要的地位。
它是一种具有两个电极的器件，分别称为阳极（也称为P极）和阴极（也称为N极）。
二极管的工作性质取决于电压的极性和大小，这使它在电路中起到了很多重要的作用。
在本文中，我们将重点关注二极管的低压和高压工作条件，通过从简到繁的方式，逐步深入探讨二极管的原理和特性。
二、二极管的结构和原理1. P-N结的形成二极管的基本结构是由一个P型半导体和一个N型半导体组成的P-N结。
当P型和N型半导体通过特殊的工艺加工后，形成P-N结。
在P-N结存在的情况下，二极管才能正常工作。
2. 二极管的正向击穿和反向击穿当施加在二极管上的电压为正向电压时，即P极连接在正电压端、N 极连接在负电压端，二极管将处于正向击穿状态。
而当施加在二极管上的电压为反向电压时，即P极连接在负电压端、N极连接在正电压端，二极管将处于截止状态，不导电。
3. 二极管的特性曲线二极管的特性曲线描述了二极管的电流与电压之间的关系。
当二极管处于正向击穿状态时，电流呈指数增长。
而在反向击穿状态下，电流几乎不流过二极管。
三、二极管的低压工作条件1. 正向电压小于开启电压在低压工作条件下，二极管的正向电压必须小于二极管的开启电压。
只有在这种情况下，二极管才能正常导通，有电流通过。
2. 正向电流在额定范围内二极管的正向电流也必须在一定的额定范围内，以保证二极管的正常工作。
如果正向电流过大，会导致二极管损坏，无法正常工作。
四、二极管的高压工作条件1. 反向电压小于击穿电压在高压工作条件下，二极管的反向电压必须小于二极管的击穿电压。
(完整版)整流二极管
整流二极管整流二极管是一种能够将交流电能转化成为直流电能的半导体器件，整流二极管具有明显的单向导电性，是一种大面积的功率器件，结电容大，工作频率较低，一般在几十千赫兹，反向电压从25V到3000V.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，这种器件结面积大，能通过较大电流（通常可以达到数千安），但工作频率不高，一般在几十千赫兹以下，整流二极管主要用于各种低频整流电路。
整流二极管的常用参数（1）最大平均整流电流IF：指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。
该电流由PN结的结面积和散热条件决定。
使用时应注意通过二极管的平均电流不能大于此值，并要满足散热条件。
例如1N4000系列二极管的IF为1A。
（2）最高反向工作电压VR：指二极管两端允许施加的最大反向电压。
若大于此值，则反向电流(IR)剧增，二极管的单向导电性被破坏，从而引起反向击穿。
通常取反向击穿电压(VB)的一半作为(VR)。
例如1N4001的VR为50V，1N4007的VR为1OOOV（3）最大反向电流IR：它是二极管在最高反向工作电压下允许流过的反向电流，此参数反映了二极管单向导电性能的好坏。
因此这个电流值越小，表明二极管质量越好。
（4）击穿电压VR：指二极管反向伏安特性曲线急剧弯曲点的电压值。
反向为软特性时，则指给定反向漏电流条件下的电压值。
（5）最高工作频率fm：它是二极管在正常情况下的最高工作频率。
主要由PN结的结电容及扩散电容决定，若工作频率超过fm，则二极管的单向导电性能将不能很好地体现。
例如1N4000系列二极管的fm为3kHz。
（6）反向恢复时间tre：指在规定的负载、正向电流及最大反向瞬态电压下的反向恢复时间。
（7）零偏压电容CO：指二极管两端电压为零时，扩散电容及结电容的容量之和。
值得注意的是，由于制造工艺的限制，即使同一型号的二极管其参数的离散性也很大。
手册中给出的参数往往是一个范围，若测试条件改变，则相应的参数也会发生变化，例如在25°C时测得1N5200系列硅塑封整流二极管的IR小于1OuA，而在100°C时IR则变为小于500uA。
2c231d二极管的类型 -回复
2c231d二极管的类型-回复二极管是一种电子元件，用于控制电流流向的装置。
它具有正向传导和反向阻止电流的特性，因此在现代电子电路中广泛应用。
以下将详细介绍二极管的类型及其特性。
一、整流二极管（Rectifier Diode）：整流二极管是最基本的二极管类型之一，用于将交流信号转换为直流信号。
它只允许电流在一个方向上通过，当正向电压施加在二极管上时，它能够导通电流，此时称为正向偏置。
反之，当反向电压施加在二极管上时，它会阻止电流通过，此时称为反向偏置。
整流二极管常用于电源电路和通信设备中。
二、肖特基二极管（Schottky Diode）：肖特基二极管是一种具有低压降的二极管，由金属与半导体材料构成。
由于其低电压降特性，肖特基二极管在高频电路和功率电子领域中得到广泛应用。
它具有快速开关速度和低反向漏电流，能够有效地实现频率转换和逆变操作。
三、恒压二极管（Zener Diode）：恒压二极管是一种特殊的二极管，其主要功能是维持在特定电压下的稳定反向压降。
当反向电压达到或超过其额定电压时，恒压二极管会导通电流，此时称为反向击穿。
恒压二极管常用于电源稳压、过电压保护和电压参考等应用中。
四、光电二极管（Photodiode）：光电二极管是一种感光元件，能够将光能转化为电能。
它由半导体材料制成，并具有PN结构。
当光照射到光电二极管上时，光子会激发电子，导致电流的产生。
光电二极管广泛用于光电传感器、光通信、光测量等领域。
五、发光二极管（Light Emitting Diode）：发光二极管是一种能够将电能转化为光能的器件。
它通过半导体材料中的电子与空穴复合发光。
发光二极管分为不同颜色和亮度等级，常见的有红色、绿色和蓝色等。
发光二极管被广泛用于显示器、指示灯、照明等领域。
六、异质结双极型晶体管（Heterojunction Bipolar Transistor）：异质结双极型晶体管是一种高频、高效率的放大器和开关器件。
二极管_简单倍压_整流电路_原理[宝典]
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二极管_简单倍压_整流电路_原理[宝典] 倍压整流电路原理(1)负半周时，即A为负、B为正时，D1导通、D2截止，电源经D1向电容器C1充电，在理想情况下，此半周内，D1可看成短路，同时电容器C1充电到Vm，其电流路径及电容器C1的极性如上图(a)所示。
(2)正半周时，即A为正、B为负时，D1截止、D2导通，电源经C1、D1向C2充电，由于C1的Vm再加上双压器二次侧的Vm使c2充电至最高值2Vm，其电流路径及电容器C2的极性如上图(b)所示.其实C2的电压并无法在一个半周内即充至2Vm，它必须在几周后才可渐渐趋近于2Vm，为了方便说明，底下电路说明亦做如此假设。
如果半波倍压器被用于没有变压器的电源供应器时，我们必须将C1串联一电流限制电阻，以保护二极管不受电源刚开始充电涌流的损害。
如果有一个负载并联在倍压器的输出出的话，如一般所预期地，在(输入处)负的半周内电容器C2上的电压会降低，然后在正的半周内再被充电到2Vm如下图所示。
ab126计算公式大全838电子图1 直流半波整流电压电路(a)负半周 (b)正半周图3 输出电压波形所以电容器c2上的电压波形是由电容滤波器过滤后的半波讯号，故此倍压电路称为半波电压电路。
ab126计算公式大全正半周时，二极管D1所承受之最大的逆向电压为2Vm，负半波时，二极管D2所承受最大逆向电压值亦为2Vm，所以电路中应选择PIV >2Vm的二极管。
2、全波倍压电路图4 全波整流电压电路(a)正半周 (b)负半周图5 全波电压的工作原理1. 正半周时，D1导通，D2截止，电容器C1充电到Vm，其电流路径及电容C1的极性如上图(a)所示。
2. 负半周时，D1截止，D2导通，电容器C2充电到Vm，其电流路径及电容C2的极性如上图(b)所示。
838电子3. 由于C1与C2串联，故输出直流电压，V0=Vm。
如果没有自电路抽取负载电流的话，电容器C1及C2上的电压是2Vm。
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
江 阴 学 院
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。
江 阴 学 院
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
江 阴 学 院
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。
二极管整流电路
（2）工作原理
T V4
A
V1
RL io
u2
uo iv1 ,3
u2
V3
B
ωt
V2
的正半周： ① u2的正半周：
二极管导通情况： 二极管导通情况：
io,uo
ωt
导通;V Ｖ1,3--导通 2,4--截止 导通 截止
电流回路: 电流回路
uv
A→V1→RL→V3→B
输出电压： 输出电压： ωt
uO= u2
电路结构简单。 电路结构简单。 只利用了交流电压的半波， 只利用了交流电压的半波，输出电 压低、脉动大、效率低， 压低、脉动大、效率低，只适用于 允许直流电压脉动较大的场合。 允许直流电压脉动较大的场合。
二、单相桥式整流电路 二、
1.电Байду номын сангаас及工作原理 （1）电路
T V4 V1
RL
V3
V2
RL为负载电阻 T为变压器 为变压器 四个整流二极管接成桥式电路
IFM ≥≥ IA F M 0.8 o
通过二极管的正向平均电流 通过二极管的正向平均电流 平均 Iv = Io =0.8A 由 UO ≈ 0.45U 2 ，得 U2 ≈ 得
2U 2 ≈ 126V
UO 40V = ≈ 88.9V 0.45 0.45
URM ≥ 126V2 U RM ≥ 2电路的特点： U 电路的特点：
想一想， 相同) 想一想，比较一下(u2，RL相同)
单相半波整流 单相桥式整流
负载电压 负载电流 二极管IFM
U o ≈ 0.45U 2
U o ≈ 0.9U 2
Io ≈
0.45U2 RL
Io ≈
0.9U 2 RL
肖特基整流二极管介绍
肖特基整流二极管介绍肖特基整流二极管介绍一、引言肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode简称SBD)是一种金属(或金属硅化物)/ 半导体接触的器件，它是多子器件，主要用其非线性电阻的特性。
SBD是最古老的半导体器件，1904年开始，矿石检波器就得到了应用。
SBD在超高频及微波电路中用于检波和混频，都是用其正向非线性电阻的特性。
SBD长期用金属与半导体接触进行制作，稳定性差，是可靠性最差的半导体器件之一。
八十年代开始对金属硅化物深入研究，用金属硅化物代替金属，获得了可靠而又重复的肖特基势垒，为大规模生产奠定了基础。
各种家用电器、微电脑、汽车电子、通讯设备、仪器、国防军工都要求电子设备轻量化、小型化，特别是要求采用小型化和高效率的电源。
高频开关电源随着工作频率的提高，其体积和重量都会明显减小，同时效率显著提高，高频开关电源越来越受到人们的重视。
SBD 有三大特点:(1)速度快(多子器件，无少子储存效应);(2)正向压降低;(3)散热性能好。
SBD与通常的PN结整流器件相比，SBD具有开关速度快(高频)、导通电压低(高效)、抗电流浪涌冲击能力强(大电流)。
低输出电压(V??24V)的高频开关电源多采用肖特基整流二0极管。
世界高频开关电源年销售额约为500亿美圆，这是一个巨大的市场!对肖特基整流二极管的规模生产有巨大的拉动力。
SBD制作简单、工艺流程短、成本低、有利于大规模生产。
肖特基整流二极管在高频开关电源电路中起开关作用，是用其正、反向非线性电阻的特性(不再只是用正向非线性电阻的特性)。
肖特基整流二极管的名称较多，有功率肖特基二极管、肖特基续流二极管、大电流肖特基二极管、肖特基开关二极管等等。
肖特基势垒与p-n结的比较肖特基二极管的势垒可以比做在同一种半导体上的p-n结低许多，例如硅，p-n结的内建势V?0.8V;而肖特基结势垒电势为0.5V,0.6V很容易做到。
在同一电流密度下，p-n结上的正bi向压降比肖特基二极管上的电压降至少高0.3V。
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通常希望 IR 值愈小愈好。
4）最高工作频率 fM fM 值主要 决定于 PN 结结电容的大小。结电容愈大， 10 二极管允许的最高工作频率愈低。
4. 二极管电路分析
电路如图(a)所示，设二极管为理想二极管，
且直流电压E=5V，交流电压ui =10sint V， 即UIM E。试画出输出电压uo的波形。 解：当ui E0，即ui E时，二极管截 止，反向电流为零。所以，此时输出电压 为uo =E。 当ui E0，即ui E时，二极管导通， 正向压降为零。所以，此时输出电压为uo =ui。故输出电压uo 的波形如图 (b)所示。
16Leabharlann 死区电压硅管的伏安特性
锗管的伏安特性
6
1）正向特性 当正向电压比较小时，正向电流很小，几乎为零。 相应的电压叫死区电压。范 围称死区。死区电压与材料和温 度有关，硅管约 0.5 V 左右，锗 管约 0.1 V 左右。
I / mA
60 40 死区 20 电压
当正向电压超过死区电压后， 随着电压的升高，正向电流迅速 增大。
在二极管的两端加上电压，测量流过管子的电 流，则I = f (U )之间的关系曲线为伏安特性。
I / mA
60 40 20 –50
I / mA
15
正向特性
– 50 – 25
10 5
–25
– 0.002 0 0.5 1.0 U / V
反 向 特 性
–0.01 0 0.2 –0.02
0.4
U/V
击穿电压 U(BR) – 0.004
项目一 制作整流和滤波电路
任务一
1
观察日常生活中的充电头
输入：220V AC 输出：5V
DC
一、利用二极管整流
1.二极管的结构与符号
PN结+管壳+引线
PN结
阳极 阴极 图形符号
3
1.二极管的结构分类
金属触丝 N型锗片 阳极引线 阴极引线
铝合金小球 N型硅
阳极引线 PN结 金锑合金 底座
外壳
(a) 点接触型
符号
12
2.稳压二极管
I/mA
+
一种特殊的面接触型半 导体硅二极管。
稳压管工作于反向击穿区。
DZ
正向
U
O
+
U/V
阴极
阳极
+
(b) 稳压管符号
D1
I
D2
反向
Uon rd
(a) 稳压管伏安特性
(c) 稳压管等效电路
13
使用稳压管需要注意的几个问题： 1）外加电源的正极接管子 的 N 区，电源的负极接 P 区， 保证管子工作在反向击穿区； 2）稳压管应与负载电阻 RL 并联；
ui E 0 uo E 0
＋ ui － D
i ＋ R ＋ E － － uo
(a)
t
t
(b)
11
特殊二极管
1. 发光二极管
发光二极管是一种将电能转换为光能的半导体器件，
它包含了可见光、不可见光、激光等类型。
可见光发光二极管也称为LED，符号如 图所示。发光颜色目前有红色、绿色、橙 色、黄色等。发光二极管的电特性与普通 二极管一样，伏安特性曲线也类似，同样 具有单向导电性。但正向导通电压比普通 二极管高，红色的导通电压在1.6~1.8V间， 绿色的为2V左右。
IR
+
UI
R IZ
IO
VDZ
+
RL UO
3 ）必须限制流过稳压管的 电流 IZ，不能超过规定值，以免 因过热而烧毁管子。
14
3. 其它二极管
特殊用途二极管，除了以上所述外，还有利用PN结 的结电容制成的变容二极管；将光信号转换成电信号的 光敏二极管；利用接触势垒制成的金属—半导体的肖特 基二极管，其正向导通电压在0.3~0.4V之间。
阴极引线
(b) 面接触型
按 PN 结分： 点接触型：不允许通过较大的电流，因结电容小， 可在高频下工作。
面接触型： PN 结的面积大，允许流过的电流大， 但只能在较低频率下工作。 4
按用途划分：有整流二极管、检波二极管、稳压二 极管、开关二极管、发光二极管、变容二极管等。
阳极
阴极 图形符号
5
二、晶体二极管的特性和主要参数 1.二极管的特性
这种现象称击穿，对应电压叫反向击穿电压。
正常使用二极管时是不允许出现这种现象的（稳压 二极管除外），因为击穿后电流过大将会损坏二极管。 8
结论：
二极管具有单向导电性。
加正向电压时导通，呈现很小的正向电阻，如同开关闭
合；加反向电压时截止，呈现很大的反向电阻，如同开
关断开。
9
2. 二极管的主要参数
1） 最大整流电流 IFM 二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。 2）最高反向工作电压 URM 工作时允许加在二极管两端的反向电压值。通常将 击穿电压 UBR 的一半定义为 URM 。 3）反向电流 IR
0 0.4 0.8 U / V
正向特性
7
2）反向特性 二极管加反向电压，反 向电流很小； 当电压超过零点几伏后， 反向电流不随电压增加而增 大，即饱和；
I / mA
–50 –25 0U / V
击穿 – 0.02
电压 U(BR) – 0.04
反向饱 和电流
反向特性
如果反向电压继续升高，大到一定数值时，反向电 流会突然增大；