在電子電路領(lǐng)域，整流二極管及其整流電路是非常基礎(chǔ)且重要的部分。今天，就讓我們深入探討整流二極管以及其整流電路的相關(guān)知識。
整流二極管，作為一種將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿陌雽?dǎo)體器件，通常包含一個(gè) PN 結(jié)，有陽極和陰極兩個(gè)端子。在其內(nèi)部，P 區(qū)的載流子是空穴，N 區(qū)的載流子是電子，在 P 區(qū)和 N 區(qū)間形成一定的位壘。當(dāng)外加使 P 區(qū)相對 N 區(qū)為正的電壓時(shí)，位壘降低，位壘兩側(cè)附近產(chǎn)生儲存載流子，此時(shí)能通過大電流，具有低的電壓降（典型值為 0.7V），這便是正向?qū)顟B(tài)。相反，若加相反的電壓，使位壘增加，可承受高的反向電壓，流過很小的反向電流（稱反向漏電流），即為反向阻斷狀態(tài)。由此可見，整流二極管具有明顯的單向?qū)щ娦浴?br class="container_fd70d wrapper_80cf2 undefined" style="--tw-border-spacing-x: 0; --tw-border-spacing-y: 0; --tw-translate-x: 0; --tw-translate-y: 0; --tw-rotate: 0; --tw-skew-x: 0; --tw-skew-y: 0; --tw-scale-x: 1; --tw-scale-y: 1; --tw-pan-x: ; --tw-pan-y: ; --tw-pinch-zoom: ; --tw-scroll-snap-strictness: proximity; --tw-gradient-from-position: ; --tw-gradient-via-position: ; --tw-gradient-to-position: ; --tw-ordinal: ; --tw-slashed-zero: ; --tw-numeric-figure: ; --tw-numeric-spacing: ; --tw-numeric-fraction: ; --tw-ring-inset: ; --tw-ring-offset-width: 0px; --tw-ring-offset-color: #fff; --tw-ring-color: rgba(59,130,246,.5); --tw-ring-offset-shadow: 0 0 #0000; --tw-ring-shadow: 0 0 #0000; --tw-shadow: 0 0 #0000; --tw-shadow-colored: 0 0 #0000; --tw-blur: ; --tw-brightness: ; --tw-contrast: ; --tw-grayscale: ; --tw-hue-rotate: ; --tw-invert: ; --tw-saturate: ; --tw-sepia: ; --tw-drop-shadow: ; --tw-backdrop-blur: ; --tw-backdrop-brightness: ; --tw-backdrop-contrast: ; --tw-backdrop-grayscale: ; --tw-backdrop-hue-rotate: ; --tw-backdrop-invert: ; --tw-backdrop-opacity: ; --tw-backdrop-saturate: ; --tw-backdrop-sepia: ; -webkit-font-smoothing: antialiased; box-sizing: border-box; content: ""; display: block; margin: 1em; text-wrap-mode: wrap;">整流二極管可用半導(dǎo)體鍺或硅等材料制造。其中，硅整流二極管的擊穿電壓高，反向漏電流小，高溫性能良好。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造，這種器件的結(jié)面積較大，能通過較大電流（可達(dá)上千安），但工作頻率不高，一般在幾十千赫以下，主要用于各種低頻整流電路。

接下來，我們看看整流二極管整流電路的分析。電力網(wǎng)供給用戶的是交流電，而各種無線電裝置需要用直流電，整流就是把交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程。利用具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷?，可以把方向和大小交變的電流變換為直流電。下面為大家介紹利用晶體二極管組成的各種整流電路。

1. 半波整流電路
   
   半波整流電路由電源變壓器 B、整流二極管 D 和負(fù)載電阻 RL 組成。變壓器把市電電壓（多為 220V 或 380V）變換為所需要的交變電壓 u2，D 再把交流電變換為脈動直流電。變壓器次級電壓 u2 是一個(gè)方向和大小都隨時(shí)間變化的正弦波電壓。在 0～π 時(shí)間內(nèi)，u2 為正半周即變壓器上端為正下端為負(fù)，此時(shí)二極管承受正向電壓而導(dǎo)通，u2 通過它加在負(fù)載電阻 RL 上；在 π～2π 時(shí)間內(nèi)，u2 為負(fù)半周，變壓器次級下端為正，上端為負(fù)，這時(shí) D 承受反向電壓，不導(dǎo)通，RL 上無電壓。如此反復(fù)，交流電的負(fù)半周就被 “削” 掉了，只有正半周通過 RL，在 RL 上獲得了一個(gè)單一方向（上正下負(fù)）的電壓，從而達(dá)到了整流的目的。不過，負(fù)載電壓 Usc 以及負(fù)載電流的大小還隨時(shí)間而變化，因此通常稱它為脈動直流。這種除去半周的整流方法，電流利用率很低（計(jì)算表明，整流得出的半波電壓在整個(gè)周期內(nèi)的平均值，即負(fù)載上的直流電壓 Usc = 0.45e2），因此常用在高電壓、小電流的場合，而在一般無線電裝置中很少采用。
2. 全波整流電路（單向橋式整流電路）
   
   如果把整流電路的結(jié)構(gòu)作一些調(diào)整，可以得到一種能充分利用電能的全波整流電路。全波整流電路可以看作是由兩個(gè)半波整流電路組合成的。變壓器次級線圈中間需要引出一個(gè)抽頭，把次組線圈分成兩個(gè)對稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個(gè)電壓。全波整流不僅利用了正半周，而且還巧妙地利用了負(fù)半周，從而大大地提高了整流效率（Usc＝0.9e2，比半波整流時(shí)大一倍）。不過，這種電路需要變壓器有一個(gè)使兩端對稱的次級中心抽頭，這給制作上帶來很多的麻煩。另外，這種電路中，每只整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級電壓最大值的兩倍，因此需用能承受較高電壓的二極管。
3. 橋式整流電路
   
   橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管并連接成 “橋” 式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí)在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。其工作原理如下：當(dāng) u2 為正半周時(shí)，對 D1、D3 加正向電壓，D1、D3 導(dǎo)通；對 D2、D4 加反向電壓，D2、D4 截止。電路中構(gòu)成 u2、D1、RL、D3 通電回路，在 RL 上形成上正下負(fù)的半波整流電壓；當(dāng) u2 為負(fù)半周時(shí)，對 D2、D4 加正向電壓，D2、D4 導(dǎo)通；對 D1、D3 加反向電壓，D1、D3 截止。電路中構(gòu)成 u2、D2、RL、D4 通電回路，同樣在 RL 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。如此重復(fù)下去，結(jié)果在 RL 上便得到全波整流電壓。從波形圖中還不難看出，單相全波橋式整流電路其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。但是橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級電壓的最大值，比全波整流電路小一半。

在實(shí)際應(yīng)用中，整流二極管的選擇和運(yùn)用也需要特別注意。作為整流元件，要根據(jù)不同的整流方式和負(fù)載大小加以選擇。如果選擇不當(dāng)，則可能出現(xiàn)不能安全工作，甚至燒毀管子的情況；或者大材小用，造成浪費(fèi)。另外，在高電壓或大電流的情況下，如果手頭沒有承受高電壓或整定大電流的整流元件，可以把二極管串聯(lián)或并聯(lián)起來使用。

當(dāng)二極管并聯(lián)時(shí)，理論上有幾只二極管并聯(lián)，流經(jīng)每只二極管的電流就等于總電流的幾分之一。例如，兩只二極管并聯(lián)，每只分擔(dān)電路總電流的一半；三只二極管并聯(lián)，每只分擔(dān)電路總電流的三分之一。但在實(shí)際并聯(lián)運(yùn)用時(shí)，由于各二極管特性不完全一致，不能均分所通過的電流，會使有的管子因負(fù)擔(dān)過重而燒毀。因此需在每只二極管上串聯(lián)一只阻值相同的小電阻器，使各并聯(lián)二極管流過的電流接近一致。均流電阻 R 一般選用零點(diǎn)幾歐至幾十歐的電阻器，電流越大，R 應(yīng)選得越小。

當(dāng)二極管串聯(lián)時(shí)，理想情況下有幾只管子串聯(lián)，每只管子承受的反向電壓就應(yīng)等于總電壓的幾分之一。然而，在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，由于每只二極管的反向電阻不盡相同，會造成電壓分配不均，內(nèi)阻大的二極管，有可能由于電壓過高而被擊穿，并由此引起連鎖反應(yīng)，逐個(gè)把二極管擊穿。在二極管上并聯(lián)的電阻 R，可以使電壓分配均勻，均壓電阻可取阻值大點(diǎn)，如 1K。
通過以上對整流二極管及其整流電路的詳細(xì)分析，相信大家對這部分知識有了更深入的理解。在實(shí)際的電子電路設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，合理選擇和運(yùn)用整流二極管及其整流電路，能夠讓我們的電路更加穩(wěn)定和高效。