(笔记)电路设计(七)之整流二极管的应用.pdfVIP

电路设计学习笔记之整流二极管的应用 (bytdyizhen1314) 电路设计（七）之整流二极管的应用 背景：为统筹电路设计较全面的知识点，本人将在近期推出电路设计中各种常用器件与设计 理念，如基本元器件电阻、电容、电感、二极管保护，存储器件SDRAM、FLASH，PCB设计工 艺DCDC电源、PCB板布线设计工艺等，希望能为大家提供些许参考。 一、整流二极管 ① 整流二极管：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。 ②P 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。 ③ 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。 ④ 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、整流二极管整流电路分析 电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。整流，就是把交流电变为直 流电的过程。利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。 下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。 电路设计学习笔记之整流二极管的应用 (bytdyizhen1314) 1 1 11、半波整流电路 （图1）半波整流电路 图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R 组成。变 L 压器把市电电压（多为220V或380V）变换为所需要的交变电压u2，D 再把交流电变换为脉 动直流电。 半波整流原理：变压器砍级电压u2，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1所示。在0～K时间内，u2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承 π π π π 受正向电压面导通，u2通过它加在负载电阻R上，在ππ～2ππ 时间内，u2为负半周，变压器 L π π π π 次级下端为正，上端为负。这时D承受反向电压，不导通，R上无电压。在ππ～2ππ时间内， L π π π π π π 重复0～ππ 时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复ππ～2ππ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R，在R上获得了一个单一右向（上正下 L L 负）的电压，从而达到了整流的目的，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、图下半周的整流方法，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。