二極管整流電路的基礎(chǔ)知識(shí)

二極管整流電路的基礎(chǔ)知識(shí)二極管整流電路有多種形式，從簡(jiǎn)單的二極管到半波、全波整流器、使用橋式整流器的整流器、倍壓器等等。二極管整流電路是電子設(shè)備中使用的關(guān)鍵電路之一。它們可用于開(kāi)關(guān)模式電源和線性電源、射頻信號(hào)解調(diào)、射頻功率檢測(cè)等等。二極管整流電路有幾種不同類型的，每種都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。決定使用哪種類型的二極管電路取決于給定的情況。二極管電路符號(hào)二極管整流電路基礎(chǔ)任何整流電路中的關(guān)鍵元件自然是所使用的一個(gè)或多個(gè)二極管。這些器件的獨(dú)特之處在于只允許電流在一個(gè)方向上通過(guò)，而阻止另一個(gè)方向的電流。有趣的是，發(fā)明了第一種二極管形式的安布羅斯·弗萊明-熱離子二極管-稱他的版本為閥門，因?yàn)樗菃蜗蜃饔?。半?dǎo)體二極管現(xiàn)在執(zhí)行相同的功能，但占用空間的一小部分，通常只是成本的一小部分。PN二極管VI特性半導(dǎo)體二極管具有類似于圖中所示的特性。在正向方向上，二極管在導(dǎo)通之前需要一個(gè)小電壓-這稱為導(dǎo)通電壓。實(shí)際導(dǎo)通電壓取決于二極管整流器的類型和使用的材料。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)硅二極管整流器，此導(dǎo)通電壓約為0.6伏。鍺二極管的導(dǎo)通電壓約為0.2-0.3V，硅肖特基二極管的導(dǎo)通電壓類似，即在0.2-0.3V范圍內(nèi)。在相反的方向上，二極管整流器將通過(guò)很少的電流。漏電流很小，但對(duì)于今天使用的整流二極管來(lái)說(shuō)，這通常可以忽略不計(jì)。然而，值得記住的是，隨著反向電壓的增加，二極管最終會(huì)擊穿。擊穿電壓通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)導(dǎo)通電壓-圖表上的刻度已以相反方向改變（壓縮），以說(shuō)明發(fā)生反向擊穿。二極管類型說(shuō)明：雖然二極管的基本功能保持不變，但有許多不同的類型，其特性略有不同。有些針對(duì)功率整流進(jìn)行了優(yōu)化，有些針對(duì)信號(hào)整流進(jìn)行了優(yōu)化，有些則使用二極管結(jié)發(fā)光，或具有可變電容等。對(duì)于功率整流應(yīng)用，通常使用功率二極管或肖特基二極管。對(duì)于信號(hào)整流，可以使用小型點(diǎn)接觸二極管、信號(hào)二極管或肖特基二極管。肖特基二極管較低的正向?qū)妷簩?duì)于RF檢波器二極管來(lái)說(shuō)是一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)镽F檢波器二極管的信號(hào)電平可能很小，甚至導(dǎo)通電壓電平也非常重要。然而，反向漏電特性不如普通硅二極管好。二極管封裝半導(dǎo)體芯片采用多種封裝。它們可用作引線二極管，一些小信號(hào)二極管采用含鉛玻璃封裝，而另一些則采用塑料引線封裝。二極管電路符號(hào)和物理二極管方向?qū)τ诟吖β实膽?yīng)用，一些二極管采用可以用螺栓固定在散熱器上的封裝。這些設(shè)計(jì)適用于電流非常高的電路設(shè)計(jì)，其中由于正向壓降和電流消耗，可能會(huì)散發(fā)出大量的熱量。還有一系列表面貼裝二極管可供選擇。隨著自動(dòng)化生產(chǎn)的使用越來(lái)越多，表面貼裝技術(shù)和表面貼裝二極管的使用越來(lái)越多。當(dāng)然，它們的功耗可能不足以滿足高功率設(shè)計(jì)，但它們?nèi)匀贿m用于許多電子電路設(shè)計(jì)。另一種類型的二極管封裝是橋式整流器。它由單個(gè)封裝中的四個(gè)二極管組成，連接以提供全波整流器。這些橋式整流器非常有用，因?yàn)樗鼈円馕吨恍枰粋€(gè)器件而不是四個(gè)器件。二極管整流器動(dòng)作二極管的作用是只允許電流沿一個(gè)方向流動(dòng)。因此，將交替波形施加到二極管上，則它只允許傳導(dǎo)超過(guò)一半波形。剩下的一半被阻止。二極管的整流作用二極管整流器電路配置可以使用許多不同的二極管整流電路配置。這些不同的配置各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此適用于不同的應(yīng)用。半波整流電路：這是最簡(jiǎn)單的整流器形式。通常只使用一個(gè)二極管會(huì)阻塞一半的周期，并允許通過(guò)另一個(gè)。因此，僅使用一半的波形。雖然該電路的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)是整流信號(hào)的連續(xù)峰值之間有更長(zhǎng)的時(shí)間。這使得平滑效果降低，并且更難實(shí)現(xiàn)高水平的紋波抑制。該電路不用于任何電源應(yīng)用-它更常用于信號(hào)檢測(cè)和電平檢測(cè)應(yīng)用。全波整流電路：這種形式的整流電路使用波形的兩半。這使得這種形式的整流器更有效，并且由于循環(huán)的兩半都有傳導(dǎo)，平滑變得更加容易和有效。有兩種類型的全整流器。雙二極管中心包帶變壓器全波整流器：

全波整流電路的雙二極管版本需要在變壓器中安裝中心抽頭。當(dāng)使用真空管/熱離子閥時(shí)，考慮到閥門的成本，此選項(xiàng)被廣泛使用。然而，對(duì)于半導(dǎo)體，四二極管橋電路節(jié)省了中心抽頭變壓器的成本，并且同樣有效。橋式全整流電路：

這是一種特定形式的全波整流器，在橋式拓?fù)渲惺褂盟膫€(gè)二極管。橋式整流器被廣泛使用，特別是對(duì)于功率整流，它們可以作為包含以橋式格式連接的四個(gè)二極管的單個(gè)元件獲得。這種格式使用四個(gè)二極管，每個(gè)周期兩個(gè)導(dǎo)通。這意味著有兩個(gè)二極管壓降可以消耗一些功率，但節(jié)省了對(duì)中心抽頭變壓器的要求，從而節(jié)省了大量成本。此外，二極管不需要像兩個(gè)二極管配置中使用的二極管那樣具有如此高的反向電壓額定值。鑒于存在兩個(gè)二極管壓降，該電路很少用于信號(hào)檢測(cè)應(yīng)用。然而，它非常適合用于線性電源，在許多情況下也適合用于開(kāi)關(guān)模式電源。同步整流電路：同步或有源整流器使用有源元件而不是二極管來(lái)提供開(kāi)關(guān)。這克服了二極管損耗并顯著提高了效率水平。鑒于同步整流器可以提供更高的效率水平，它們?cè)诟咝ч_(kāi)關(guān)模式電源中的應(yīng)用非常廣泛。它們的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了可達(dá)到的更高效率水平。鑒于整流電路的種類繁多，使用哪種類型是很好的選擇。在許多情況下，這是由所需的性能水平?jīng)Q定的，在大多數(shù)情況下，需要一種形式的全波整流器。由于橋式整流器的可用性