整流二极管转.doc

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。P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(),称为正向导通状态。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,。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。二极管整流电路一、半波整流电路图5-1、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Rfz,组成。变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变电压e2,D再把交流电变换为脉动直流电。下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。变压器砍级电压e2,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5-2(a)所示。在0~K时间内,e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通,e2通过它加在负载电阻Rfz上,在π~2π时间内,e2为负半周,变压器次级下端为正,上端为负。这时D承受反向电压,不导通,Rfz,上无电压。在π~2π时间内,重复0~π时间的过程,而在3π~4π时间内,又重复π~2π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Rfz,在Rfz上获得了一个单一右向(上正下负)的电压,如图5-2(b)所示,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=)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。二、全波整流电路(单向桥式整流电路) 如果把整流电路的结构作一些调整,可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3是全波整流电路的电原理图。全波整流电路,可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头,把次组线圈分成两个对称的绕组,从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2ae2aRfz与e2b  、D2、Rfz,两个通电回路。    、D1、、e2b,构成全波整流电路的工作原理,可用图5-4所示的波形图说明。★在0~π间内,e2aD1导通,在Rfz上得到上正下负的电压;e2b    对D2为反向电压,D2不导通(见图5-4(b)。★在π-2π时间内,e2b对D2为正向电压,D2导通,在Rfz上得到的仍然是上正下负的电压;e2aD1为反向电压,D1不导通(见图5-4(C)。     对Dl为正向电压,如此反复,由于两个整流元件D1、D2轮流导电,结果负载电阻Rfz上在正、负两个半周作用期间,都有同一方向的电流通过,如图5-4(b)所示的那样,因此称为全波整流,全波整流不仅利用了正半周,而且还巧妙