首页 理论教育晶体二极管与整流电路简介

晶体二极管与整流电路简介

【摘要】:反向偏置时,二极管截止。图1-18 二极管的工作特性a)正向导通 b)特性曲线整流将交流电变成单一方向的直流电的过程,称为整流。整流电路每个周期输出的波形只有一半,因此称为半波整流。在u2的负半周内,a端为负,b端为正,二极管VD2、VD3正偏导通,VD1、VD4反偏截止,电流从b端流出,经VD2、R、VD3流回a端。桥式整流输出的电压比半波整流大一倍。图1-20 单相桥式整流电路a)原理图 b)波形图

半导体导电性能介于导体与绝缘体之间,常用的有硅和锗等。为了提高半导体的导电性能,在半导体材料中掺入了微量的三价或五价元素,掺入微量的三价元素后的半导体称为P型半导体;掺入微量的五价元素就称为N型半导体,而二极管晶体管等半导体就是由P型半导体材料和N型半导体材料制成。

(1)二极管的结构

用特殊工艺将P型和N型半导体结合在一起,在它们的交界面上就会形成一层很薄的电荷区,称为PN结。

将PN结用外壳封装,并在两端分别用引线引出两个电极,就构成二极管,与P区相连的电极称为二极管的正极,与N区相连的电极称为二极管的负极。二极管的外形有很多种,通过外壳上的色圈、色点和符号可以判断正负极性,标有色圈或色点的一端为负极。

(2)单向导电特性

二极管具有单向导电特性,正向偏置时,如图1-18所示,二极管导通;导通后,硅二极管的管压降为0.6~0.7V,锗二极管的管压降为0.2~0.3V。反向偏置时(即二极管正极接电源负极,二极管负极接电源正极),二极管截止。当反向电压增大到某一值时,二极管突然反向导通,这种现象称为反向击穿。普通二极管被反向击穿后,就造成了损坏,无法使用;而稳压二极管是个特例,它正常工作时,工作在反向击穿状态,不会损坏。

978-7-111-40280-0-Chapter01-30.jpg

图1-18 二极管的工作特性

a)正向导通 b)特性曲线

(3)整流

将交流电变成单一方向的直流电的过程,称为整流。整流在汽车电路中使用比较广泛,如发电机发出的是交流电,经整流、滤波、稳压变成恒定直流电之后,才能供给各直流负载使用,以及给蓄电池充电。

①单相半波整流电路:如图1-19所示,在u2的正半周内,a端为正,b端为负,二极管正偏导通,忽略二极管的管压降,负载两端的电压等于u2;在u2负半周时,a端为负,b端为正,二极管反偏截止,负载两端电压为零。整流电路每个周期输出的波形只有一半,因此称为半波整流。

978-7-111-40280-0-Chapter01-31.jpg

图1-19 单相半波整流电路

a)原理图 b)波形图

②单相桥式整流:如图1-20所示,在u2的正半周内,a端为正,b端为负,二极管VD1、VD4正偏导通,VD2、VD3反偏截止,电流从a端流出,经VD1R、VD4流回b端。在u2的负半周内,a端为负,b端为正,二极管VD2、VD3正偏导通,VD1、VD4反偏截止,电流从b端流出,经VD2R、VD3流回a端。无论处于正半周还是负半周,流过负载的电流方向相同,负载上产生的电压的波形都和u2正半周一致。桥式整流输出的电压比半波整流大一倍。

978-7-111-40280-0-Chapter01-32.jpg

图1-20 单相桥式整流电路

a)原理图 b)波形图