什么是整流二极管？整流二极管的作用与原理，一文全部讲清晰

各位好，我是李工，渴望各位可以多多支持我。

今天给各位分享一下关于整流二极管作用、原理、正负极区分、参数等方面的知识。

什么是整流二极管？

整流二极管是一种对电压具有整流作用的二极管，可以将交换电整成直流电。常使用于整流电路中，多接纳硅半导体制成，可以承载高电流值。也可以用锗半导体制成，锗二极管具有较低的允许反向电压以及较低的允许结温。在数字电子产物中，经过肖特基势垒使用整流二极管具有宏大的代价。该二极管可以控制从mA到几KA的电流，从几V到几KV的电压。

整流二极管电路标记

毕竟什么是整流？

有些人会有疑问，毕竟是什么整流？这里给各位表明一下。二极管的作用是允许电流仅沿一个朝向活动，而整流就是将交换波形施加到二极管上，整流二极管就只会允许在波形的一半以上导通，剩下的一半被挡住了，这个就是整流二极管的整流举措。具体的可以看下图，更为直观。

整流二极管整流历程

整流二极管特性

整流二极管的正向特性随电流轻重和温度而厘革。在低电流区，V F 在低温下较低，而在高电流区则相反。寻常情况下，二极管应在Q点以下有充足的温度裕量使用，即上述两个条件的交织点。

整流二极管特性图

载流子迁徙率占主导位置的蓝色地区：V F 随着温度的上升而低落。由于载体在变热时容易挪动，因此VF低于温度低时。载流子碰撞占主导位置的赤色地区：V F 随温度上升而上升。

当大电流活动时，多量载流子挪动。在低温的情况下，载流子之间的碰撞概率增长，V F 变得高于温度低。

整流二极管事情原理

整流二极管N型和P型质料都与特别的制造武艺化学团结以构成PN 结。由于这个PN结有两个可以看作电极的端子，以是被称为“DIODE”（二极管）。当外部直流电源电压经过其端子施加就职何电子装备时，就会产生偏置。

无偏整流二极管

无偏置：当没有电压提需求整流二极管时，就被称为无偏整流二极管。

N侧将有大局部电子，由于热引发，空穴数目比力少，而P侧将有大局部电荷载流子空穴和很少数目标电子。在这个历程中，来自N侧的自在电子将分散到P侧，并在存在的空穴中产生重组，招致正离子安稳在N侧，负离子安稳在P侧。

在接近结边沿的N型侧不动，相似地，在接近结边沿的P型侧中也有安稳离子。因此，多量的正离子和负离子积累在毗连处，如此构成的这个地区称为耗尽区。在这个地区，二极管的PN结上会产生一个称为势垒电位的静电场，它可以避免空穴和电子进一步迁徙穿过结。

无偏置整流二极管

正偏整流二极管

正向偏置：在PN结二极管中，电压源的正端毗连到p型侧，负端毗连到N型侧，二极管处于正向偏置形态。

电子被直流电压源的负极度排挤并向正极度漂移，因此，在施加电压的影响下，这种电子漂移会招致电流在半导体中活动。该电流称为“漂移电流”。由于大多载流子是电子，以是 N型电流是电子电流。

由于空穴是P型的大多载流子，它们会被直流电源的正极度子排挤并穿过结向负极度子挪动。以是，P型的电流就是空穴电流。因此，由于大多载流子产生的总电流会产生正向电流。常规电流朝向从电池正极流向负极，常规电流朝向与电子流向相反。

正向偏置整流二极管

反向偏置二极管

反向偏置条件：假如二极管为源极电压的正端接n型端，源极负端接二极管的p型端，则不会有电流畅过二极管除了反向饱和电流。这是由于在反向偏置条件下，结的耗尽层随着反向偏置电压的增长而变宽。

只管由于少数载流子，二极管中的N型端流向P型端的电流很小。该电流称为反向饱和电流。少数载流子主要是分散在P型半导体和N型半导体中热产生的电子/空穴。

如今假如二极管两头的反向施加电压不休增长，那么在一定电压后耗尽层将被毁坏，这将招致宏大的反向电流流过二极管。假如该电流没有遭到外部限定并且超出宁静值，则二极管约莫会永世毁坏。

这些快速挪动的电子与装备中的其他原子产生碰撞，从而从它们中分散出更多的电子。云云开释的电子经过毁坏共价键进一步从原子中开释出更多的电子。这个历程称为载流子倍增，并招致经过PN结的电流显着增长。干系的征象称为雪崩击穿。

反向偏置整流二极管

整流二极管武艺参数

允许的极限参数

特性参数

VF：由 IF 正向电流确定的正向电压

IR：VRWM峰值：反向电压运转时的反向电流。

IFN：正向偏置二极管的最大均匀电流或额外电流。

IFRM：峰值、可重来电流二极管导通

IFSM：峰值、不成重来电传播导

VRWM：代表峰值反向电压利用

VRRM：代表峰值反复反向电压

VRSM：代表峰值、非反复反向电压

PTOT：电子元件上耗散的功率总值。

Tj：二极管的最高结温 Rth – 低于事情条件的热阻

Rth：事情条件下的热阻

二极管的最大瞬时电流（它决定了过载电阻）

整流二极管的作用

整流二极管最大的作用就是常用在整流电路中。主要是以下几种整流电路。

桥式整流电路

由于以下缘故，桥式整流器分为不同的典范：

供电电压布局及相数：单相桥式整流电路、多相桥式整流电路（三相桥式整流电路、两相桥式整流电路）。
多种半波整流电压：单桥（半波整流）、双桥（全波二极管整流）。也可以创建像单相全波桥式整流电路或三相全波整流器如此的组合电路，也可以将相数与全波或半波整流电路相团结。
负载典范：电阻、电容、电感。

桥式整流电路的特性：

V——电源电压
VOS , I OS – 组件恒定输入电压
I OSmax – 最大输入电流
N ip – 动力听从
电路纹波系数
V Rmax – 最大反向电压

半波桥式整流电路

半波桥式整流电路是最简便的电路，可以将交换电（两个标记，+ 和 -）转换为一个标记 (+) 的电流。将取得的输入电流进一步滤波后，即可变为直流。

在这个电路的输入上，可以取得一个仅有正半周期的正弦波，这就是它实践上被称为半波整流器的缘故。正弦波不会有“负局部”，由于整流二极管仅有在正向偏置（正电压）时才导通。电流仅在一个朝向以脉动办法流过电阻负载。

简便的半波桥式整流二极管电路示比如下所示：

半波整流电路图

半波桥式整流器的特性：

半波整流电路的时间特性图

全波桥式整流电路

全波桥式整流器电路如下图所示，通常被称为格雷茨桥。

全波整流电路图

全波桥式整流电路的事情原理如下。下图（赤色）体现了电流的途径，两个赤色二极管正向偏置（传导电流），而别的两个反向偏置（不传导电流）。电流从电源流过第一个赤色二极管。然后从第一个赤色二极管经过负载。在它经过负载后，它将流过第二个赤色二极管，然后前往电源。

全波整流电路（交换电，反向偏置）

全波桥式整流器的特性如下图所示：

全波整流电路的时间特性图

三相桥式整流器

在任何三相电压电路中都可以使用三相二极管桥式整流电路（全波桥式整流Diablo）。在这种情况下，输入电压的纹波最小。电源最大水平地使用了电路的电源。三相桥式整流电路通常具有控制输入电流的才能。

可以在底下察看三相整流电路原理图，该原理图可以晓得是怎样创建三相整流电路的。

三相整流电路原理图及特性图

三相桥式整流电路盘算

底下是三相桥式整流堤坝路盘算的示例，此中包含给定方案的方程式和值。后果如下表所示。

P d – 功率输入

V d – 整流电压的均匀值

I d = P d /V d – 整流电流的均匀值

R = V d /I d – 体系电阻

三相线性桥式整流电路

整流二极管怎样区分正负极

依据外表

在我的上一篇文章《二极管怎样区分正负极》内里也有讲。

整流二极管在玄色的外壳上通常有白色环标注的一端为负极、另一端为正极。

整流二极管极性标识图片

使用欧姆表

在正向偏置形式下，欧姆表将体现二极管正向电压的估测值，接近 0.07。在反向偏置中，欧姆表读数为“1”，表现电阻极高。

整流二极管正向偏置电压图

正向偏置：欧姆表将体现二极管正向电压的近似值（接近 0.7V）

整流二极管反向偏置电压图

反向偏置：欧姆表读数为“1”，表现电阻极高（电动阀关闭）

使用万用表

万用表将体现正向偏置下硅二极管的电压降为 0.7V。万用表用于反向偏置，以指定全电压电源的估测值。

整流二极管正向偏置电压图

正向偏置：关于硅二极管，在万用表上应该可以看到约莫 0.7% 的电压降。

整流二极管反向偏置电压图

反向偏置：万用表将体现电源的近似全电压值（注意：在此示例中，二极管插进的朝向与上一个示例相反。实践上，会反转电源的极性，由于除非你将整流二极管拆下去，不然的话不克不及“用手”卸下已焊接的电子元器件。固然，你一定是不想毁坏正常运转的其他电子元器件。此案例的目标是分析为什么应该注意PCB板上电子元器件的安排。

整流二极管使用

整流二极管的使用范围很广。以下是一些稀有二极管使用的示例：