二极管如何实现半波整流

二极管如何实现半波整流

二极管具有单向导电特性，只允许一个半周的电流通过，另一个半周通过时由于二极管截止，相当于开路，所以另一个半周通不过二极管，所以经过二极管的交变电流就变成了脉动单向电流，实现了整流。

二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的PN结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于PN结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。

二极管单相半波整流电路

虽然交流电源有许多优点，但是在某些场合下必须使用直流电源，甚至稳定的直流电源。本节这节课将开始介绍常见的二极管整流电路。

二极管整流电路是利用二极管的单向导电性将交流电变成直流电的电路。整流电路常由四部分组成：交流电源、整流变压器、整流管和负载。下面以电阻负载为对象来介绍二极管单向半波整流电路。

二极管单向半波整流电路如图所示，图中B是整流变压器，它将电网交流电压u1变换为符合整流电路所需的电压u2。

变压器次级电压u2的波形图如下所示。在u2正半周（0～t1时间）内，变压器B的a端电位为正，b端电位为负，使二极管V承受正向电压而导通，此时负载上有电流通过。如果忽略二极管V很小的正向降压（硅管约为0.6～0.8伏、锗管约0.2～0.3伏），则负载Rz上得到的电压uz就等于u2（uz=u2）。

在u2负半周（t1～t2时间）内，变压器B的a端电位为负，b端电位为正，二极管V承受反向电压而截止（忽略极微小的反向漏电流），变压器次级回路中电流为零。

由于二极管的单向导电性，在一个周期中，仅在半个周期内有电压加在负载上，有电流通过负载，而下半周期中，负载上无电压又无电流，因此称这种电路为半波整流电路。

根据理论分析：负载电压Uz的平均值为：Uz=0.45U2

半波整流电路是最简单的二极管整流电路，由于整流效率低，电流波动大，可用于要求不高的场所。

二极管半波整流原理图

二极管就像一个主动开关，u2为正半周时，主动把电源与负载接通，u2为负半周时，主动将电源与负载堵截。因而，由下图可见，负载上得到方向不变、巨细改动的脉动直流电压uo如下图所示。由于该电路只在u2的正半周有输出，所以称为半波整流电路。假定将整流二极管的极性对调，可取得负极性的直流脉动电压。

整流原理：

设变压器二次侧的电压为：

1）当u2为正半周时，A点电位最高，V点电位最低，二极管V1和V3导通，V2和V4截止，电流的通路是 A→V1→RL→V3→B。

2）当u2为负半周时，B点电位最高，A点电位最低，二极管V2和V4导通，V1和V3截止，电流的通路是 B→V2→RL→V4→A。

可见，在u2改动的一个周期内，负载RL上一向流过自上而下的电流，其电压和电流的波形为一全波脉动直流电压和电流，如下图所示。