一、整流二(er)极管

① 整流(liu)二极管：一(yi)种将交流(liu)电能转变为直(zhi)流(liu)电能的(de)半导体器件(jian)。通(tong)常它包(bao)含一(yi)个(ge)PN结(jie)，有阳(yang)极和(he)阴极两个(ge)端(duan)子。

②P区(qu)的载(zai)流(liu)子是空穴(xue)，N区(qu)的载(zai)流(liu)子是电(dian)子，在P区(qu)和N区(qu)间形成(cheng)一定的位垒。外加使P区(qu)相对N区(qu)为(wei)正(zheng)的电(dian)压(ya)时，位垒降低，位垒两侧(ce)附(fu)近(jin)产(chan)生储存载(zai)流(liu)子，能通过大电(dian)流(liu)，具有低的电(dian)压(ya)降（典型值为(wei)0.7V），称为(wei)正(zheng)向导通状态。

③若加(jia)相(xiang)反(fan)的电压，使位(wei)垒增加(jia)，可承受高的反(fan)向(xiang)电压，流过很(hen)小的反(fan)向(xiang)电流（称反(fan)向(xiang)漏电流），称为反(fan)向(xiang)阻断状态。整流二极(ji)管具有(you)明显的单向(xiang)导电性。

④整流(liu)(liu)二(er)(er)(er)极(ji)管(guan)可用半导(dao)体锗或硅等材料(liao)制(zhi)造(zao)。硅整流(liu)(liu)二(er)(er)(er)极(ji)管(guan)的击穿电压高，反向漏电流(liu)(liu)小，高温性能良好。通常高压大功率整流(liu)(liu)二(er)(er)(er)极(ji)管(guan)都(dou)用高纯单晶硅制(zhi)造(zao)。这种器件的结面积较大，能通过(guo)较大电流(liu)(liu)（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十(shi)千赫以下。整流(liu)(liu)二(er)(er)(er)极(ji)管(guan)主要用于各(ge)种低频整流(liu)(liu)电路。

二、整流二极管(guan)的(de)选用

整流二(er)(er)极管一般为平面型硅二(er)(er)极管，用于各种电(dian)源整流电(dian)路中。

选用整流(liu)二极(ji)管(guan)时，主要应考虑(lv)其最(zui)大(da)整流(liu)电流(liu)、最(zui)大(da)反向工作电流(liu)、截止频率(lv)及反向恢(hui)复时间等参数。

普(pu)通串联稳压电(dian)(dian)(dian)源(yuan)电(dian)(dian)(dian)路(lu)中使(shi)用的(de)整(zheng)(zheng)流(liu)二极管，对截(jie)止(zhi)频率的(de)反(fan)向恢复时间要求不(bu)高，只(zhi)要根据电(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)要求选择最大整(zheng)(zheng)流(liu)电(dian)(dian)(dian)流(liu)和最大反(fan)向工(gong)作电(dian)(dian)(dian)流(liu)符合要求的(de)整(zheng)(zheng)流(liu)二极管即(ji)可。例如，1N系列、2CZ系列、RLR系列等。

开关稳压电(dian)源(yuan)的(de)(de)整(zheng)流(liu)电(dian)路(lu)及脉冲整(zheng)流(liu)电(dian)路(lu)中使用(yong)的(de)(de)整(zheng)流(liu)二极(ji)管，应选(xuan)用(yong)工作频率较高(gao)、反(fan)向恢复(fu)时间较短的(de)(de)整(zheng)流(liu)二极(ji)管（例如(ru)RU系(xi)列(lie)(lie)(lie)、EU系(xi)列(lie)(lie)(lie)、V系(xi)列(lie)(lie)(lie)、1SR系(xi)列(lie)(lie)(lie)等）或(huo)选(xuan)择快恢复(fu)二极(ji)管。

三、整(zheng)流二极管的常用参(can)数(shu)

（1）最大平(ping)(ping)均整流(liu)(liu)电(dian)(dian)流(liu)(liu)IF：指二极管长期工作时(shi)允许通(tong)过(guo)的最大正向平(ping)(ping)均电(dian)(dian)流(liu)(liu)。该电(dian)(dian)流(liu)(liu)由PN结的结面积和散热条(tiao)件(jian)决定(ding)。使用(yong)时(shi)应注意通(tong)过(guo)二极管的平(ping)(ping)均电(dian)(dian)流(liu)(liu)不(bu)能大于此值，并要满(man)足(zu)散热条(tiao)件(jian)。例(li)如1N4000系(xi)列(lie)二极管的IF为1A。

（2）最高反向(xiang)(xiang)工作电压(ya)VR：指二极管两(liang)端允许施加的(de)(de)最大反向(xiang)(xiang)电压(ya)。若(ruo)大于(yu)此值，则反向(xiang)(xiang)电流(IR)剧增，二极管的(de)(de)单向(xiang)(xiang)导电性被破坏(huai)，从(cong)而 引起反向(xiang)(xiang)击(ji)穿。通(tong)常(chang)取(qu)反向(xiang)(xiang)击(ji)穿电压(ya)(VB)的(de)(de)一半作为(VR)。例如(ru)1N4001的(de)(de)VR为50V，1N4007的(de)(de)VR为1OOOV

（3）最(zui)大反向(xiang)电(dian)(dian)流IR：它是二极(ji)(ji)(ji)管(guan)在(zai)最(zui)高反向(xiang)工(gong)作(zuo)电(dian)(dian)压下(xia)允许(xu)流过的反向(xiang)电(dian)(dian)流，此参数反映了(le)二极(ji)(ji)(ji)管(guan)单(dan)向(xiang)导电(dian)(dian)性能的好坏。因此这个电(dian)(dian)流值越(yue)小，表明(ming)二极(ji)(ji)(ji)管(guan)质量越(yue)好。

（4）击穿电(dian)压(ya)VR：指二极管反(fan)向(xiang)伏安特性(xing)曲线急剧弯曲点的(de)电(dian)压(ya)值(zhi)。反(fan)向(xiang)为软特性(xing)时，则指给定反(fan)向(xiang)漏电(dian)流条件下的(de)电(dian)压(ya)值(zhi)。

（5）最(zui)高(gao)工作频(pin)率(lv)fm：它是(shi)二极管在正(zheng)常情况下的(de)(de)最(zui)高(gao)工作频(pin)率(lv)。主要由PN结的(de)(de)结电(dian)容及(ji)扩散电(dian)容决(jue)定，若工作频(pin)率(lv)超过fm，则二极管的(de)(de)单向导电(dian)性能(neng)(neng)将不能(neng)(neng)很(hen)好(hao)地体现(xian)。例如(ru)1N4000系列二极管的(de)(de)fm为(wei)3kHz。

（6）反向(xiang)恢(hui)复时间tre：指在规定的负载、正向(xiang)电(dian)流(liu)及最大反向(xiang)瞬态电(dian)压(ya)下的反向(xiang)恢(hui)复时间。

（7）零偏压电(dian)(dian)(dian)容(rong)CO：指二(er)极管(guan)两端电(dian)(dian)(dian)压为零时(shi)，扩散(san)电(dian)(dian)(dian)容(rong)及结电(dian)(dian)(dian)容(rong)的(de)容(rong)量之(zhi)和(he)。值得(de)注意的(de)是，由(you)于制造工艺的(de)限制，即使同一型(xing)号的(de)二(er)极管(guan)其参(can)数(shu)的(de)离散(san)性也(ye)很大(da)。手册(ce)中给出的(de)参(can)数(shu)往往是一个(ge)范围，若测试条(tiao)件改变，则相应的(de)参(can)数(shu)也(ye)会发生(sheng)变化，例如在25°C时(shi)测得(de)1N5200系列硅塑封整流二(er)极 管(guan)的(de)IR小(xiao)于1OuA，而在100°C时(shi)IR则变为小(xiao)于500uA。

四(si)、整流二(er)极管整流电(dian)路分(fen)析

电力(li)网供(gong)给用(yong)(yong)户(hu)的(de)(de)是交流(liu)电，而各(ge)种(zhong)无(wu)线电装(zhuang)置需要用(yong)(yong)直流(liu)电。整流(liu)，就(jiu)是把交流(liu)电变为(wei)直流(liu)电的(de)(de)过程。利(li)用(yong)(yong)具有(you)单向导(dao)电特(te)性(xing)的(de)(de)器件，可以把方向和大(da)小(xiao)交变的(de)(de)电流(liu)变换为(wei)直流(liu)电。下面介绍(shao)利(li)用(yong)(yong)晶体二极管组(zu)成的(de)(de)各(ge)种(zhong)整流(liu)电路。

1、半波整流电路

图(tu)(tu)1是一(yi)种最简(jian)单(dan)的(de)(de)整(zheng)流(liu)(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。它由电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源变(bian)压(ya)(ya)(ya)器B 、整(zheng)流(liu)(liu)二极(ji)管(guan)D 和(he)负载(zai)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻RL 组(zu)成(cheng)。变(bian)压(ya)(ya)(ya)器把(ba)市电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)（多为(wei)(wei)220V或(huo)380V）变(bian)换(huan)(huan)为(wei)(wei)所需要的(de)(de)交(jiao)变(bian)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)u2，D 再把(ba)交(jiao)流(liu)(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)变(bian)换(huan)(huan)为(wei)(wei)脉(mai)动直流(liu)(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。 半(ban)波整(zheng)流(liu)(liu)原理：变(bian)压(ya)(ya)(ya)器砍级(ji)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)u2，是一(yi)个方向(xiang)和(he)大小都随(sui)时(shi)间(jian)变(bian)化的(de)(de)正(zheng)(zheng)弦(xian)波电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)，它的(de)(de)波形如(ru)图(tu)(tu)1所示。在(zai)0～K时(shi)间(jian)内(nei)，u2为(wei)(wei)正(zheng)(zheng)半(ban)周(zhou)(zhou)即变(bian)压(ya)(ya)(ya)器上端(duan)为(wei)(wei)正(zheng)(zheng)下端(duan)为(wei)(wei)负。此时(shi)二极(ji)管(guan)承受正(zheng)(zheng)向(xiang)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)面导(dao)(dao)通，u2通过它加在(zai)负载(zai)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻RL上，在(zai)π～2π 时(shi)间(jian)内(nei)，u2为(wei)(wei)负半(ban)周(zhou)(zhou)，变(bian)压(ya)(ya)(ya)器次级(ji)下端(duan)为(wei)(wei)正(zheng)(zheng)，上端(duan)为(wei)(wei)负。这时(shi)D承受反向(xiang)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)，不(bu)导(dao)(dao)通，RL上无(wu)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)。在(zai)π～2π时(shi)间(jian)内(nei)，重(zhong)复0～π 时(shi)间(jian)的(de)(de)过程，而在(zai)3π～4π时(shi)间(jian)内(nei)，又重(zhong)复π～2π时(shi)间(jian)的(de)(de)过程。这样反复下去，交(jiao)流(liu)(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)负半(ban)周(zhou)(zhou)就被(bei)“削(xue)”掉(diao)了，只有(you)正(zheng)(zheng)半(ban)周(zhou)(zhou)通过RL，在(zai)RL上获得了一(yi)个单(dan)一(yi)右向(xiang)（上正(zheng)(zheng)下负）的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)，从而达到了整(zheng)流(liu)(liu)的(de)(de)目的(de)(de)，但是，负载(zai)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)Usc以及负载(zai)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)大小还(hai)随(sui)时(shi)间(jian)而变(bian)化，因此，通常称(cheng)它为(wei)(wei)脉(mai)动直流(liu)(liu)。

这种除去半(ban)周(zhou)、图(tu)下半(ban)周(zhou)的(de)(de)整(zheng)流(liu)(liu)方(fang)法，叫半(ban)波整(zheng)流(liu)(liu)。不难看出，半(ban)波整(zheng)说是以(yi)"牺牲"一半(ban)交流(liu)(liu)为代(dai)价而换取(qu)整(zheng)流(liu)(liu)效果的(de)(de)，电(dian)流(liu)(liu)利(li)用率(lv)很低（计算表明，整(zheng)流(liu)(liu)得(de)出的(de)(de)半(ban)波电(dian)压(ya)在整(zheng)个周(zhou)期内的(de)(de)平均值(zhi)，即(ji)负载上的(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)电(dian)压(ya)Usc=0.45e2）因此常用在高(gao)电(dian)压(ya)、小电(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)场合(he)，而在一般无线电(dian)装(zhuang)置中很少(shao)采用。

2、全波整流电路(单向桥式整流电路)

如果把整(zheng)流电路的结构作(zuo)一(yi)些调(diao)整(zheng)，可以得到一(yi)种(zhong)能(neng)充分利用电能(neng)的全波整(zheng)流电路。

全波(bo)整(zheng)流(liu)电(dian)(dian)(dian)路(lu)，可以看作是(shi)由两个(ge)半波(bo)整(zheng)流(liu)电(dian)(dian)(dian)路(lu)组合成的(de)(de)。变压(ya)器(qi)次级线(xian)圈中间需要引(yin)出一个(ge)抽头，把次组线(xian)圈分成两个(ge)对称(cheng)的(de)(de)绕组，从(cong)而(er)(er)引(yin)出大(da)小(xiao)相(xiang)等但极性(xing)相(xiang)反的(de)(de)两个(ge)电(dian)(dian)(dian)压(ya)。如图2所(suo)示，全波(bo)整(zheng)流(liu)不仅利用了(le)正半周，而(er)(er)且还巧妙地利用了(le)负半周，从(cong)而(er)(er)大(da)大(da)地提(ti)高了(le)整(zheng)流(liu)效(xiao)率（Usc＝0.9e2，比半波(bo)整(zheng)流(liu)时大(da)一倍）。

注(zhu)：图2所示(shi)的(de)全(quan)波整(zheng)滤电路，需要变压(ya)器有(you)一个使两(liang)端(duan)对称的(de)次级中心(xin)抽头，这给制作上(shang)带来很多的(de)麻烦。另外，这种电路中，每只整(zheng)流二极管(guan)(guan)承(cheng)受(shou)的(de)最大反向电压(ya)，是变压(ya)器次级电压(ya)最大值(zhi)的(de)两(liang)倍，因此需用(yong)能(neng)承(cheng)受(shou)较(jiao)高电压(ya)的(de)二极管(guan)(guan)。

3、桥式整流电路

桥式整(zheng)流电路(lu)是使用最(zui)多的(de)一种整(zheng)流电路(lu)。这(zhei)种电路(lu)，只要增(zeng)加两只二(er)极(ji)管口连接成“桥”式结构(gou)，便具有全(quan)波(bo)整(zheng)流电路(lu)的(de)优点(dian)，而同时在(zai)一定程(cheng)度上克服了它的(de)缺点(dian)。

桥(qiao)式整流电(dian)路(lu)的工作(zuo)原理如(ru)下：u2为正(zheng)半(ban)周(zhou)时，对(dui)D1、D3加正(zheng)向电(dian)压(ya)(ya)，Dl，D3导通；对(dui)D2、D4加反(fan)向电(dian)压(ya)(ya)，D2、D4截(jie)止(zhi)。电(dian)路(lu)中构成u2、Dl、RL、D3通电(dian)回路(lu)，在RL上形成上正(zheng)下负的半(ban)波(bo)整洗电(dian)压(ya)(ya)，u2为负半(ban)周(zhou)时，对(dui)D2、D4加正(zheng)向电(dian)压(ya)(ya)，D2、D4导通；对(dui)D1、D3加反(fan)向电(dian)压(ya)(ya)，D1、D3截(jie)止(zhi)。电(dian)路(lu)中构成u2、D2、RL、D4通电(dian)回路(lu)，同样在RL上形成上正(zheng)下负的另外半(ban)波(bo)的整流电(dian)压(ya)(ya)。如(ru)此(ci)重(zhong)复下去，结(jie)果在RL上便得到全波(bo)整流电(dian)压(ya)(ya)。

注：从图(tu)3中(zhong)还(hai)不难看出，单(dan)相全波(bo)(bo)(bo)桥式整(zheng)流电(dian)(dian)路其波(bo)(bo)(bo)形(xing)图(tu)和全波(bo)(bo)(bo)整(zheng)流波(bo)(bo)(bo)形(xing)图(tu)是(shi)一样(yang)的(de)。但是(shi)桥式电(dian)(dian)路中(zhong)每只二极管承(cheng)受的(de)反向(xiang)电(dian)(dian)压(ya)(ya)等(deng)于变压(ya)(ya)器次级电(dian)(dian)压(ya)(ya)的(de)最大(da)值，比全波(bo)(bo)(bo)整(zheng)洗电(dian)(dian)路小一半！

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