一、整(zheng)流二极(ji)管

① 整流(liu)二极管：一种将交流(liu)电能(neng)转变(bian)为直流(liu)电能(neng)的半导体器件。通(tong)常(chang)它(ta)包含一个PN结，有阳极和阴极两个端(duan)子(zi)。

②P区的载(zai)流(liu)子是空(kong)穴，N区的载(zai)流(liu)子是电子，在(zai)P区和N区间形成一定的位垒(lei)。外(wai)加(jia)使(shi)P区相对N区为(wei)正的电压时，位垒(lei)降低，位垒(lei)两(liang)侧附近(jin)产生储存载(zai)流(liu)子，能通(tong)过大电流(liu)，具有低的电压降（典型(xing)值为(wei)0.7V），称为(wei)正向导通(tong)状态。

③若(ruo)加(jia)相反(fan)的(de)(de)电压，使(shi)位垒增加(jia)，可(ke)承受(shou)高的(de)(de)反(fan)向电压，流(liu)过很(hen)小的(de)(de)反(fan)向电流(liu)（称(cheng)反(fan)向漏电流(liu)），称(cheng)为(wei)反(fan)向阻断状态。整流(liu)二极(ji)管具有明显(xian)的(de)(de)单向导电性。

④整流(liu)二极(ji)管(guan)(guan)可(ke)用半导体锗(zhe)或硅等材料制造。硅整流(liu)二极(ji)管(guan)(guan)的击(ji)穿电(dian)压高(gao)(gao)，反向漏(lou)电(dian)流(liu)小，高(gao)(gao)温性能(neng)良(liang)好。通常(chang)高(gao)(gao)压大功(gong)率整流(liu)二极(ji)管(guan)(guan)都用高(gao)(gao)纯单晶硅制造。这种器件的结面(mian)积(ji)较大，能(neng)通过较大电(dian)流(liu)（可(ke)达(da)上千安），但工作频率不(bu)高(gao)(gao)，一(yi)般(ban)在(zai)几十(shi)千赫以下。整流(liu)二极(ji)管(guan)(guan)主(zhu)要用于各种低频整流(liu)电(dian)路。

二、整流二极管的选(xuan)用

整流(liu)二极管一般为平面型(xing)硅二极管，用(yong)于各种电源(yuan)整流(liu)电路中。

选用整流二极管时(shi)，主要应考虑(lv)其(qi)最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时(shi)间等参(can)数。

普通串联稳压电(dian)(dian)源电(dian)(dian)路(lu)(lu)中使用的整(zheng)流(liu)(liu)二极管(guan)，对截止频(pin)率的反向(xiang)恢(hui)复时间要(yao)求不高(gao)，只要(yao)根据电(dian)(dian)路(lu)(lu)的要(yao)求选择最大整(zheng)流(liu)(liu)电(dian)(dian)流(liu)(liu)和(he)最大反向(xiang)工作电(dian)(dian)流(liu)(liu)符合要(yao)求的整(zheng)流(liu)(liu)二极管(guan)即可。例如，1N系列(lie)、2CZ系列(lie)、RLR系列(lie)等(deng)。

开关稳压电(dian)源的(de)(de)整(zheng)流电(dian)路及脉冲整(zheng)流电(dian)路中使用(yong)的(de)(de)整(zheng)流二极(ji)管，应选(xuan)用(yong)工作频率较(jiao)高、反(fan)向恢复时间较(jiao)短(duan)的(de)(de)整(zheng)流二极(ji)管（例如RU系(xi)(xi)(xi)列(lie)、EU系(xi)(xi)(xi)列(lie)、V系(xi)(xi)(xi)列(lie)、1SR系(xi)(xi)(xi)列(lie)等）或选(xuan)择快恢复二极(ji)管。

三、整流二极管的常用参(can)数

（1）最大平均整流(liu)电(dian)流(liu)IF：指二极(ji)(ji)管长期工作时允许通过的(de)最大正向平均电(dian)流(liu)。该(gai)电(dian)流(liu)由PN结(jie)的(de)结(jie)面积和(he)散(san)热条件决(jue)定(ding)。使用时应注意(yi)通过二极(ji)(ji)管的(de)平均电(dian)流(liu)不(bu)能大于此值，并要(yao)满足散(san)热条件。例(li)如1N4000系列(lie)二极(ji)(ji)管的(de)IF为1A。

（2）最高反向(xiang)(xiang)工作电(dian)压(ya)VR：指二极管两(liang)端(duan)允许施加的最大反向(xiang)(xiang)电(dian)压(ya)。若大于此值，则反向(xiang)(xiang)电(dian)流(IR)剧(ju)增，二极管的单向(xiang)(xiang)导(dao)电(dian)性被(bei)破坏，从而(er) 引起(qi)反向(xiang)(xiang)击穿(chuan)(chuan)。通(tong)常取反向(xiang)(xiang)击穿(chuan)(chuan)电(dian)压(ya)(VB)的一半作为(VR)。例(li)如(ru)1N4001的VR为50V，1N4007的VR为1OOOV

（3）最大反(fan)向电流(liu)IR：它是二极(ji)管在最高反(fan)向工(gong)作电压下允许流(liu)过的反(fan)向电流(liu)，此(ci)参数反(fan)映(ying)了二极(ji)管单向导电性能的好(hao)坏。因(yin)此(ci)这(zhei)个电流(liu)值越小，表(biao)明二极(ji)管质量越好(hao)。

（4）击穿电压(ya)VR：指二极管(guan)反(fan)向(xiang)伏(fu)安特(te)性曲(qu)线急剧弯(wan)曲(qu)点的(de)电压(ya)值。反(fan)向(xiang)为软特(te)性时(shi)，则(ze)指给定反(fan)向(xiang)漏电流条件下的(de)电压(ya)值。

（5）最高工(gong)作频(pin)率fm：它(ta)是二极管在(zai)正常情况(kuang)下的(de)(de)(de)最高工(gong)作频(pin)率。主要由(you)PN结的(de)(de)(de)结电(dian)容及扩散电(dian)容决定，若工(gong)作频(pin)率超过fm，则(ze)二极管的(de)(de)(de)单向导电(dian)性能将(jiang)不(bu)能很好地(di)体现(xian)。例如1N4000系列二极管的(de)(de)(de)fm为3kHz。

（6）反(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复(fu)时(shi)(shi)间(jian)tre：指在规定的负载(zai)、正向(xiang)(xiang)(xiang)电流(liu)及(ji)最大反(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)瞬(shun)态电压下的反(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复(fu)时(shi)(shi)间(jian)。

（7）零偏(pian)压电(dian)容(rong)(rong)CO：指二(er)极管(guan)两端电(dian)压为零时(shi)，扩散电(dian)容(rong)(rong)及结电(dian)容(rong)(rong)的(de)(de)容(rong)(rong)量之和。值(zhi)得(de)注意的(de)(de)是(shi)，由(you)于(yu)(yu)制造(zao)工(gong)艺的(de)(de)限(xian)制，即使同一(yi)型号的(de)(de)二(er)极管(guan)其参(can)数(shu)的(de)(de)离散性也(ye)很大。手册中给出的(de)(de)参(can)数(shu)往往是(shi)一(yi)个范围(wei)，若(ruo)测试条件改变，则(ze)相应的(de)(de)参(can)数(shu)也(ye)会发(fa)生变化，例(li)如在25°C时(shi)测得(de)1N5200系列(lie)硅塑封整流二(er)极 管(guan)的(de)(de)IR小于(yu)(yu)1OuA，而(er)在100°C时(shi)IR则(ze)变为小于(yu)(yu)500uA。

四、整流(liu)二极管整流(liu)电路分析

电(dian)力网供(gong)给用(yong)户的是交(jiao)流电(dian)，而各(ge)种(zhong)(zhong)无线电(dian)装置需要(yao)用(yong)直(zhi)流电(dian)。整流，就是把交(jiao)流电(dian)变(bian)为(wei)(wei)直(zhi)流电(dian)的过程(cheng)。利用(yong)具有单(dan)向导电(dian)特性的器件，可以把方向和大小交(jiao)变(bian)的电(dian)流变(bian)换为(wei)(wei)直(zhi)流电(dian)。下面介绍利用(yong)晶体二(er)极管(guan)组成(cheng)的各(ge)种(zhong)(zhong)整流电(dian)路。

1、半波整流电路

图1是(shi)(shi)一(yi)种最简单(dan)(dan)的(de)(de)(de)整(zheng)流(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。它(ta)(ta)由电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)变(bian)压(ya)(ya)器B 、整(zheng)流(liu)二极管(guan)D 和(he)负(fu)(fu)载(zai)电(dian)(dian)(dian)(dian)阻RL 组成。变(bian)压(ya)(ya)器把(ba)(ba)市电(dian)(dian)(dian)(dian)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)（多为(wei)(wei)220V或380V）变(bian)换为(wei)(wei)所需要的(de)(de)(de)交(jiao)变(bian)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)u2，D 再把(ba)(ba)交(jiao)流(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)变(bian)换为(wei)(wei)脉(mai)动直流(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)。 半(ban)波(bo)整(zheng)流(liu)原理：变(bian)压(ya)(ya)器砍级电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)u2，是(shi)(shi)一(yi)个(ge)方向(xiang)和(he)大小都随时(shi)(shi)间变(bian)化的(de)(de)(de)正弦波(bo)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)，它(ta)(ta)的(de)(de)(de)波(bo)形(xing)如图1所示。在(zai)(zai)(zai)0～K时(shi)(shi)间内，u2为(wei)(wei)正半(ban)周(zhou)即变(bian)压(ya)(ya)器上(shang)端(duan)为(wei)(wei)正下(xia)端(duan)为(wei)(wei)负(fu)(fu)。此(ci)时(shi)(shi)二极管(guan)承受正向(xiang)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)面(mian)导通(tong)(tong)，u2通(tong)(tong)过(guo)它(ta)(ta)加在(zai)(zai)(zai)负(fu)(fu)载(zai)电(dian)(dian)(dian)(dian)阻RL上(shang)，在(zai)(zai)(zai)π～2π 时(shi)(shi)间内，u2为(wei)(wei)负(fu)(fu)半(ban)周(zhou)，变(bian)压(ya)(ya)器次级下(xia)端(duan)为(wei)(wei)正，上(shang)端(duan)为(wei)(wei)负(fu)(fu)。这时(shi)(shi)D承受反向(xiang)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)，不(bu)导通(tong)(tong)，RL上(shang)无电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)。在(zai)(zai)(zai)π～2π时(shi)(shi)间内，重复0～π 时(shi)(shi)间的(de)(de)(de)过(guo)程，而(er)在(zai)(zai)(zai)3π～4π时(shi)(shi)间内，又(you)重复π～2π时(shi)(shi)间的(de)(de)(de)过(guo)程。这样反复下(xia)去，交(jiao)流(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)负(fu)(fu)半(ban)周(zhou)就被“削”掉(diao)了，只有正半(ban)周(zhou)通(tong)(tong)过(guo)RL，在(zai)(zai)(zai)RL上(shang)获(huo)得了一(yi)个(ge)单(dan)(dan)一(yi)右向(xiang)（上(shang)正下(xia)负(fu)(fu)）的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)，从而(er)达到(dao)了整(zheng)流(liu)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)，但是(shi)(shi)，负(fu)(fu)载(zai)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)Usc以及负(fu)(fu)载(zai)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)大小还(hai)随时(shi)(shi)间而(er)变(bian)化，因此(ci)，通(tong)(tong)常称它(ta)(ta)为(wei)(wei)脉(mai)动直流(liu)。

这(zhei)种除(chu)去半(ban)周(zhou)(zhou)、图下半(ban)周(zhou)(zhou)的(de)(de)整(zheng)流(liu)(liu)方法，叫半(ban)波整(zheng)流(liu)(liu)。不难看出(chu)，半(ban)波整(zheng)说是以"牺牲"一(yi)半(ban)交流(liu)(liu)为代价而换取整(zheng)流(liu)(liu)效(xiao)果的(de)(de)，电(dian)流(liu)(liu)利用率很(hen)低（计算表明，整(zheng)流(liu)(liu)得出(chu)的(de)(de)半(ban)波电(dian)压在(zai)(zai)整(zheng)个周(zhou)(zhou)期内的(de)(de)平均(jun)值，即(ji)负载上的(de)(de)直流(liu)(liu)电(dian)压Usc=0.45e2）因此常用在(zai)(zai)高电(dian)压、小电(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)场(chang)合，而在(zai)(zai)一(yi)般无线电(dian)装置中很(hen)少采用。

2、全波整流电路(单向桥式整流电路)

如果把整流电(dian)路的结构作一(yi)些调(diao)整，可以得到一(yi)种能充分利(li)用电(dian)能的全波整流电(dian)路。

全(quan)波(bo)整流(liu)(liu)电路，可以看作是由(you)两个(ge)半波(bo)整流(liu)(liu)电路组合成(cheng)的(de)。变(bian)压器次级线圈中间(jian)需要(yao)引(yin)出一个(ge)抽头(tou)，把次组线圈分成(cheng)两个(ge)对(dui)称(cheng)的(de)绕组，从而引(yin)出大小相等但极性相反的(de)两个(ge)电压。如图(tu)2所示，全(quan)波(bo)整流(liu)(liu)不仅(jin)利用了(le)正(zheng)半周(zhou)，而且还巧妙地利用了(le)负半周(zhou)，从而大大地提高了(le)整流(liu)(liu)效率（Usc＝0.9e2，比半波(bo)整流(liu)(liu)时(shi)大一倍）。

注：图2所示(shi)的(de)(de)全波整滤电(dian)路，需(xu)要变压(ya)(ya)器有一个使两(liang)(liang)端(duan)对称的(de)(de)次(ci)级中心抽头，这给制作上带来很多的(de)(de)麻(ma)烦。另外，这种(zhong)电(dian)路中，每只(zhi)整流二(er)极管(guan)承(cheng)受的(de)(de)最大反向电(dian)压(ya)(ya)，是变压(ya)(ya)器次(ci)级电(dian)压(ya)(ya)最大值的(de)(de)两(liang)(liang)倍，因此需(xu)用能(neng)承(cheng)受较高电(dian)压(ya)(ya)的(de)(de)二(er)极管(guan)。

3、桥式整流电路

桥式(shi)整流电(dian)路是使用最多的(de)一种(zhong)整流电(dian)路。这种(zhong)电(dian)路，只(zhi)要增加两只(zhi)二极管口连(lian)接成“桥”式(shi)结构，便(bian)具有全(quan)波整流电(dian)路的(de)优点，而同时在(zai)一定程度上克服(fu)了(le)它的(de)缺(que)点。

桥(qiao)式整流电(dian)路的工作原(yuan)理如(ru)下：u2为正(zheng)(zheng)半(ban)周时(shi)，对D1、D3加正(zheng)(zheng)向(xiang)电(dian)压(ya)，Dl，D3导通(tong)；对D2、D4加反向(xiang)电(dian)压(ya)，D2、D4截(jie)止。电(dian)路中构(gou)成(cheng)u2、Dl、RL、D3通(tong)电(dian)回路，在RL上(shang)形成(cheng)上(shang)正(zheng)(zheng)下负(fu)的半(ban)波(bo)整洗电(dian)压(ya)，u2为负(fu)半(ban)周时(shi)，对D2、D4加正(zheng)(zheng)向(xiang)电(dian)压(ya)，D2、D4导通(tong)；对D1、D3加反向(xiang)电(dian)压(ya)，D1、D3截(jie)止。电(dian)路中构(gou)成(cheng)u2、D2、RL、D4通(tong)电(dian)回路，同样在RL上(shang)形成(cheng)上(shang)正(zheng)(zheng)下负(fu)的另外半(ban)波(bo)的整流电(dian)压(ya)。如(ru)此(ci)重复下去，结(jie)果在RL上(shang)便(bian)得到全波(bo)整流电(dian)压(ya)。

注：从图3中(zhong)还不难(nan)看出，单相全波桥式整流(liu)电(dian)路其(qi)波形图和全波整流(liu)波形图是一样的(de)。但(dan)是桥式电(dian)路中(zhong)每只二极管(guan)承受的(de)反向电(dian)压(ya)等(deng)于(yu)变压(ya)器次级电(dian)压(ya)的(de)最大值，比(bi)全波整洗(xi)电(dian)路小一半！

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