(完整版)整流二极管
二极管整流电路工作原理
四、晶体二极管
1、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
触丝线
点接触型
PN结
引线
外壳线
基片
P 二极管的电路符号：
面接触型
N
2、伏安特性
I
死区电压 硅管0.6V,锗管 0.2V。
反向击穿电 压UBR
导通压降: 硅管 0.6~0.7V,锗管 0.2~0.3V。
U
3、主要参数
1）. 最大整流电流 IOM
12mA
U DRM 2U 2 20 28.2V
查二极管参数，选用2AP4(16mA,50V)。为了使用安全此项参数选择应比计算
值大一倍左右。
例：试设计一台输出电压为 24V，输出电流为 lA 的直流电 源，电路形式可采用半波整流或全波整流，试确定两种电路形式 的变压器副边绕组的电压有效值，并选定相应的整流二极管。
所以扩散和漂移这一对相反扩的散运运动动 最终达到平衡，相当于两 个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。
电位V V0
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P型区
空间 电荷 区
N型区
注意:
1、空间电荷区中没有载流子。
二、本征半导体的导电机理
1.载流子、自由电子和空穴
在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,价电子完 全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电 粒子（即载流子），它的导电能力为 0，相当于绝缘体。
常用整流二极管常用整流二极管参数
常用整流二极管常用整流二极管参数最大正向电压（VF）指的是整流二极管在正向导通时的最大电压值。
它是整流二极管正常工作时所能承受的最大电压。
一般情况下，VF的典型值为0.7V。
如果超过最大正向电压，整流二极管可能会被击穿或烧毁。
最大正向电流（IFM）指的是整流二极管能够连续承受的最大电流值。
它是整流二极管正常工作时所能够通过的最大电流。
通常来说，整流二极管的IFM值较高，可以达到几十安培甚至几百安培。
最大反向电压（VRM）指的是整流二极管能够承受的最大反向电压值。
它是整流二极管在反向失效时所能够承受的最大电压。
如果反向电压超过最大值，整流二极管可能会被击穿或烧毁。
一般来说，VRM的典型值为几十伏特。
最大反向电流（IRM）指的是整流二极管在反向导通时所能够承受的最大电流值。
它是整流二极管在反向失效时所能够通过的最大电流。
通常情况下，IRM的值相对较小，一般为几百毫安。
正向压降（VF）是整流二极管在正向导通时的电压降。
它是整流二极管正常工作时的特性之一、正常情况下，VF的值为0.7V，不同的整流二极管类型和材料可能会有略微不同。
反向恢复时间（TRR）是指整流二极管从正向导通到反向失效，再到再次正向导通之间所需的时间。
TRR可以影响整流二极管的正常工作速度和效率。
一般来说，TRR的值越小，整流二极管的反向恢复速度越快。
除了以上参数，整流二极管还有一些其他常见的参数，如最大正向功耗（PD）、最大逆向耗散功耗（PRM）、击穿电压（VBR）、正向导通电阻（Rθjc）等。
这些参数通常在整流二极管的数据手册或规格表中可以找到，用于指导使用者在设计和选择电路时进行合适的选型和配置。
整流二极管参数
300
300
300
300
300
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
10
10
10
10
10
10
10
200
200
200
200
200
200
200
150
150
150
150
250
500
500
R--6
R--6
R--6
R--6
R--6
R--6
R--6
常用1瓦稳压二极管参数
IN4004 400 1。0 30 5。0 1。0 DO--41
IN4005 600 1。0 30 5。0 1。0 DO--41
IN4006 800 1。0 30 5。0 1。0 DO--41
IN4007 1000 1。0 30 5。0 1。0 DO--41
IN5391 50 1。5 50 5。0 1。5 DO--15
1.0
1.0
1.0
50
100
200
400
600
800
1000
30
303030ຫໍສະໝຸດ 303030
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
100
5、整流二极管、雪崩整流二极管(13～60页)
1600
2CZ101R（BZ03R） 2100
1800
2CZ101S（BZ03S） 2300
2000
阻性负载
试验条件
—
—
单相 50Hz
TL≤80℃
a TL＞80℃时，按 4.3mA/℃线性降额。 b 2CZ101B（BZ03B)~ 2CZ101K（BZ03K)上 QPL 表。
正向不重复 工作结温
浪涌电流
IFSM A 5 IO=0.4A tP=10ms TA=25℃
工作结温
Tj ℃ -55～150
—
贮存温度
Tstg ℃ -55～175
—
电特性（TL=25℃，除非另有规定）
参数名称 符号
测试条件
反向电流
IR1 VR=VRWM IR2 VR=VRWM
TA=150℃
正向直流电压 VFa IF=0.4A
a 脉冲法：脉宽 300μs，占空比≤2%。
电路中作整流用。
整流二极管 0.4A 720V
D2-10A
最大额定值
参数
反向不重复 峰值电压
型号
VRSM V
2CZ649
900
反向工作 峰值电压
VRWM V 720
试验条件
—
—
a TL＞25℃时，按 3.2A/℃线性降额。
整流输出 平均电流
IOa A 0.4
阻性负载 TL≤25℃
正向不重复 浪涌电流
VR=150V
IR12 VR=50V
型号
V
μA
max
max
2CZ136
1.1
10
型号与印章标志对照
极性：负极用色环表示 企标型号
5、整流二极管、雪崩整流二极管(13～60页)
特性曲线
图 1 典型 IF—VF 曲线
图 2 典型 IR—VR 曲线
17
2CZ152
产品结构：硅扩散台面型，玻璃钝化实体封装。 特 点：◆体积小，重量轻，单只重量约 0.2 克。
◆实体封装，密封性好，可靠性高。 ◆耐温度冲击。 质量等级及执行标准： ◆企军标 JP、JT 级
GJB33A-97 Q/FR20176-2005 ◆七专级“G”
VR=150V
IR12 VR=50V
型号
V
μA
max
max
2CZ136
1.1
10
型号与印章标志对照
极性：负极用色环表示 企标型号
2CZ136
μA max 1.0
印章标志
IR2 VR=150V TA=125℃
μA max 100
Z136
14
2CK75
永光电子有限公司 (国营第八七三厂)
产品结构：硅扩散台面型，环氧实体封装。 特 点：◆体积小，重量轻，单只重量约 0.1 克。
最大额定值
参数
VRWM
型号
V
IFa TA≤50℃
mA
IFSM 在 IF 下 tw=10ms
A
2CZ136
150
100
0.7
a 当 TA＞50℃时，按 1mA/℃的速率线性地降额。
TOP
℃ -55～150
Tstg
℃ -55～150
电特性(TA=25℃± 3℃，除非另有规定)
特性
VF
IR11
在 IF 下
a 脉冲法：脉宽 300μs，占空比≤2%。
TA=150℃
规范值 最小 最大
—
10
—
详细介绍二极管各整流电路的工作原理
详细介绍二极管各整流电路的工作原理（二极管）因为其独特的单向导电性，因而被设计成了各种整流电路，用来将我们常用的市电，也就是交流电转换成单向的直流电。
在我们常用的整流电路中有三种最为常见，分别为：桥式整流电路，全波整流电路和半波整流电路。
下面一一详细介绍各整流电路的（工作原理）；1.半波整流电路如上图所示为一个半波整流电路，正是因为二极管的单向导电性，因此，当流入的交流处于正半周期时，也就是图中红色箭头流向，二极管导通。
当流入交流电处于负半周时，也就是图中绿色箭头流向，由于二极管反向截止，因此不导通。
进而流入的交流电经过图中二极管D1整流以后，由以前正弦波形变成了缺少负半周期的波形，因此称为半波整流电路。
它的优点就是成本低，缺点很明显就是浪费了整整一半的电。
2.全波整流电路如上图所示为一个全波整流电路，下面具体分析它的工作原理：它主要是以变压器的次级绕组中间的抽头作为基准电而设计成的全波整流电路，首先当流入的交流处于正半周期时，走向如图中的红色走向，电由二级管D4经负载流回到变压器中间抽头，形成正半周期时的回路。
当流入交流电处于负半周期时，（电流）走向如图中的绿色走向，电由二极管D5经负载流回到变压器中间抽头，形成负半周期时的回路。
因为交流电的正半周期和负半周期都被二极管整流利用，因此该电路叫做全波整流电路，二极管发挥了非常大的作用。
3.桥式整流电路其实我们做（产品）的时候，会对产品的体积有好大的限制，因此设计的产品要越小越好，并且还要避免在制造生产时，变压器中间抽头带来的麻烦，因此又设计出了更加方便好用，体积小的桥式整流电路。
如上图所示为一个桥式整流电路，下面具体介绍它的工作原理：当流入的交流电处于正半周期时，走向如图中的红色走向，经过负载R2形成回路。
当流入的交流电处于负半周期时，走向如图中的绿色走向，经过负载R2形成回路。
这样就非常巧妙即实现了全波整流又实现了体积小的要求。
流入的是交流电而流出的是全波整流后的直流电。
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。
整流二极管工作原理
整流二极管工作原理二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管;它是一种具有单向传导电流的电子器件。
在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。
一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。
在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。
当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。
外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服PN结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。
这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。
当正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被克服，二极管导通，电流随电压增大而迅速上升。
在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的正向电压。
反向性外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流，由于反向电流很小，二极管处于截止状态。
这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流，二极管的反向饱和电流受温度影响很大。
击穿外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。
引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。
电击穿时二极管失去单向导电性。
如果二极管没有因电击穿而引起过热，则单向导电性不一定会被永久破坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复，否则二极管就损坏了。
因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。
二极管是一种具有单向导电的二端器件，有电子二极管和晶体二极管之分，电子二极管现已很少见到，比较常见和常用的多是晶体二极管。
二极管的单向导电特性，几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。
二极管的管压降：硅二极管(不发光类型)正向管压降0.7V，锗管正向管压降为0.3V，发光二极管正向管压降会随不同发光颜色而不同。
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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。
整流二极管的选用整流二极管一般为平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中。
选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。
普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率的反向恢复时间要求不高，只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。
例如，1N系列、2CZ系列、RLR系列等。
开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管，应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管（例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等）或选择快恢复二极管。
整流二极管损坏的原因（1）防雷、过电压保护措施不力。
整流装置末设置防雷、过电压保护装置，即使设置了防雷、过电压保护装置，但其工作不可靠，因雷击或过电压而损坏整流管。
（2）运行条件恶劣。
间接传动的发电机组，因转速之比的计算不正确或两皮带盘直径之比不符合转速之比的要求，使发电机长期处于高转速下运行，而整流管也就长期处于较高的电压下工作，促使整流管加速老化，并被过早地击穿损坏。
（3）运行管理欠佳。
值班运行人员工作不负责任，对外界负荷的变化(特别是在深夜零点至第二天上午6点之间)不了解，或是当外界发生了甩负荷故障，运行人员没有及时进行相应的操作处理，产生过电压而将整流管击穿损坏。
（4）设备安装或制造质量不过关。
由于发电机组长期处于较大的振动之中运行，使整流管也处于这一振动的外力干扰之下；同时由于发电机组转速时高时低，使整流管承受的工作电压也随之忽高忽低地变化，这样便大大地加速了整流管的老化、损坏。
（5）整流管规格型号不符。
更换新整流管时错将工作参数不符合要求的管子换上或者接线错误，造成整流管击穿损坏。
（6）整流管安全裕量偏小。
整流管的过电压、过电流安全裕量偏小，使整流管承受不起发电机励磁回路中发生的过电压或过电流暂态过程峰值的袭击而损坏。
对整流二极管的检查方法首先将整流器中的整流二极管全部拆下，用万用表的100×R或1000×R欧姆档，测量整流二极管的两根引出线(头、尾对调各测一次)。
若两次测得的电阻值相差很大，例如电阻值大的高达几拾万Ω、而电阻值小的仅几佰Ω甚至更小，说明该二极管是好的(发生了软击穿的二极管除外)。
若两次测得的电阻值几乎相等，而且电阻值很小，说明该二极管已被击穿损坏不能使用。
常用整流二极管型号极管型号:4148安装方式:贴片功率特性:大功率二极管型号:SA5.0A/CA-SA170A/CA安装方式:直插二极管型号:IN4007/IN4001安装方式:直插功率特性:小功率频率特性:低频二极管型号:70HF80安装方式:螺丝型功率特性:大功率频率特性:高频二极管型号:MRA4003T3G安装方式:贴片二极管型号:1SS355安装方式:贴片功率特性:大功率二极管型号6A10安装方式:直插功率特性:大功率;型号:2DHG型安装方式:直插功率特性:大功率二极管型号B5G090L安装方式:直插功率特性:小功率频率特性:超高频型号最高反向峰值电压(v) 平均整流电流(a) 最大峰值浪涌电流(a 最大反向漏电流(Ua) 正向压降(V) 外型IN4001 50 1.0 30 5.0 1.0 DO--41IN4002 100 1.0 30 5.0 1.0 DO--41IN4003 300 110 30 5.0 1.0 DO--41IN4004 400 1.0 30 5.0 1.0 DO--41IN4005 600 1.0 30 5.0 1.0 DO--41IN4006 800 1.0 30 5.0 1.0 DO--41IN4007 1000 1.0 30 5.0 1.0 DO--41IN5391 50 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5392 100 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5393 200 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5394 300 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5395 400 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5396 500 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5397 600 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5398 800 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5399 1000 1.5 50 5.0 1.5 DO--15RL151 50 1.5 60 5.0 1.5 DO--15RL152 100 1.5 60 5.0 1.5 DO--15RL153 200 1.5 60 5.0 1.5 DO--15RL154 400 1.5 60 5.0 1.5 DO--15RL155 600 1.5 60 5.0 1.5 DO--15RL156 800 1.5 60 5.0 1.5 DO--15RL157 1000 1.5 60 5.0 1.5 DO--15普通整流二极管参数(二)型号最高反向峰值电压(v) 平均整流电流(a) 最大峰值浪涌电流(a 最大反向漏电流(Ua) 正向压降(V) 外型RL201 50 2 70 5 1 DO--15RL202 100 2 70 5 1 DO--15RL203 200 2 70 5 1 DO--15RL204 400 2 70 5 1 DO--15RL205 600 2 70 5 1 DO--15RL206 800 2 70 5 1 DO--15RL207 1000 2 70 5 1 DO--152a01 50 2 70 5 1.1 DO--152a02 100 2 70 5 1.1 DO--152a03 200 2 70 5 1.1 DO--152a04 400 2 70 5 1.1 DO--152a05 600 2 70 5 1.1 DO--152a06 800 2 70 5 1.1 DO--152a07 1000 2 70 5 1.1 DO--15 RY251 200 3 150 5 3 DO--27 RY252 400 3 150 5 3 DO--27 RY253 600 3 150 5 3 DO--27 RY254 800 3 150 5 3 DO--27 RY255 1300 3 150 5 3 DO--27 普通整流二极管参数(三)IN5401 50 3 200 5 1 DO--27 IN5402 100 3 200 5 1 DO--27 IN5403 150 3 200 5 1 DO--27 IN5404 200 3 200 5 1 DO--27 IN5405 400 3 200 5 1 DO--27 IN5406 600 3 200 5 1 DO--27 IN5407 800 3 200 5 1 DO--27 IN5408 1000 3 200 5 1 DO--27 6a05 50 6 400 10 0.95 R--66a1 100 6 400 10 0.95 R--66a2 200 6 400 10 0.95 R--66a4 400 6 400 10 0.95 R--66a6 600 6 400 10 0.95 R--66a8 800 6 400 10 0.95 R--66a10 1000 6 400 10 0.95 R--6 P600a 50 6 400 10 0.95 R--6 P600B 100 6 400 10 0.95 R--6 P600D 200 6 400 10 0.95 R--6 P600G 400 6 400 10 0.95 R--6 P600J 600 6 400 10 0.95 R--6 P600K 800 6 400 10 0.95 R--6 P600M 1000 6 400 10 0.95 R--6 05Z6.2Y 硅稳压二极管 Vz=6~6.35V,Pzm=500mW,05Z7.5Y 硅稳压二极管 Vz=7.34~7.70V,Pzm=500mW,05Z13X硅稳压二极管 Vz=12.4~13.1V,Pzm=500mW,05Z15Y硅稳压二极管 Vz=14.4~15.15V,Pzm=500mW,05Z18Y硅稳压二极管 Vz=17.55~18.45V,Pzm=500mW,1N4001硅整流二极管 50V, 1A,(Ir=5uA,Vf=1V,Ifs=50A)1N4002硅整流二极管 100V, 1A,1N4003硅整流二极管 200V, 1A,1N4004硅整流二极管 400V, 1A,1N4005硅整流二极管 600V, 1A,1N4006硅整流二极管 800V, 1A,1N4007硅整流二极管 1000V, 1A,1N4148二极管 75V, 4PF,Ir=25nA,Vf=1V,1N5391硅整流二极管50V, 1.5A,(Ir=10uA,Vf=1.4V,Ifs=50A) 1N5392硅整流二极管100V,1.5A,1N5393硅整流二极管 200V,1.5A,1N5394硅整流二极管 300V,1.5A,1N5395硅整流二极管 400V,1.5A,1N5396硅整流二极管 500V,1.5A,1N5397硅整流二极管 600V,1.5A,1N5398硅整流二极管 800V,1.5A,1N5399硅整流二极管 1000V,1.5A,1N5400硅整流二极管 50V, 3A,(Ir=5uA,Vf=1V,Ifs=150A) 1N5401硅整流二极管 100V,3A, 1N5402硅整流二极管 200V,3A,1N5403硅整流二极管 300V,3A,1N5404硅整流二极管 400V,3A,1N5405硅整流二极管 500V,3A,1N5406硅整流二极管 600V,3A,1N5407硅整流二极管 800V,3A,1N5408硅整流二极管 1000V,3A。