一種將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿陌雽?dǎo)體器件。通常它包含一個(gè)PN結(jié)，有正極和負(fù)極兩個(gè)端子。二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦浴Ｔ陔娐分?，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出。

 

整流二極管（rectifier diode）一種用于將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷陌雽?dǎo)體器件。二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦?。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出。通常它包含一個(gè)PN結(jié)，有正極和負(fù)極兩個(gè)端子。其結(jié)構(gòu)如圖所示。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。外加電壓使P區(qū)相對(duì)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(chǔ)存載流子，能通過(guò)大電流，具有低的電壓降（典型值為0.7V），稱(chēng)為正向?qū)顟B(tài)。若加相反的電壓，使位壘增加，可承受高的反向電壓，流過(guò)很小的反向電流（稱(chēng)反向漏電流），稱(chēng)為反向阻斷狀態(tài)。整流二極管具有明顯的單向?qū)щ娦?。整流二極管可用半導(dǎo)體鍺或硅等材料制造。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（摻雜較多時(shí)容易反向擊穿）。這種器件的結(jié)面積較大，能通過(guò)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。整流二極管主要用于各種低頻半波整流電路，如需達(dá)到全波整流需連成整流橋使用。

 

（1）最大平均整流電流IF：指二極管長(zhǎng)期工作時(shí)允許通過(guò)的最大正向平均電流。該電流由PN結(jié)的結(jié)面積和散熱條件決定。使用時(shí)應(yīng)注意通過(guò)二極管的平均電流不能大于此值，并要滿(mǎn)足散熱條件。例如1N4000系列二極管的IF為1A。

 

（2）最高反向工作電壓VR：指二極管兩端允許施加的最大反向電壓。若大于此值，則反向電流（IR）劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐模瑥亩鸱聪驌舸?。通常取反向擊穿電壓（VB）的一半作為（VR）。例如1N4001的VR為50V，1N4002-1n4006分別為100V、200V、400V、600V和800V，1N4007的VR為1000V

 

（3）最大反向電流IR：它是二極管在最高反向工作電壓下允許流過(guò)的反向電流，此參數(shù)反映了二極管單向?qū)щ娦阅艿暮脡?。因此這個(gè)電流值越小，表明二極管質(zhì)量越好。

 

（4）擊穿電壓VB：指二極管反向伏安特性曲線急劇彎曲點(diǎn)的電壓值。反向?yàn)檐浱匦詴r(shí)，則指給定反向漏電流條件下的電壓值。

 

（5）最高工作頻率fm：它是二極管在正常情況下的最高工作頻率。主要由PN結(jié)的結(jié)電容及擴(kuò)散電容決定，若工作頻率超過(guò)fm，則二極管的單向?qū)щ娦阅軐⒉荒芎芎玫伢w現(xiàn)。例如1N4000系列二極管的fm為3kHz。另有快恢復(fù)二極管用于頻率較高的交流電的整流，如開(kāi)關(guān)電源中。

 

（6）反向恢復(fù)時(shí)間trr：指在規(guī)定的負(fù)載、正向電流及最大反向瞬態(tài)電壓下的反向恢復(fù)時(shí)間。

 

（7）零偏壓電容CO：指二極管兩端電壓為零時(shí)，擴(kuò)散電容及結(jié)電容的容量之和。值得注意的是，由于制造工藝的限制，即使同一型號(hào)的二極管其參數(shù)的離散性也很大。手冊(cè)中給出的參數(shù)往往是一個(gè)范圍，若測(cè)試條件改變，則相應(yīng)的參數(shù)也會(huì)發(fā)生變化，例如在25°C時(shí)測(cè)得1N5200系列硅塑封整流二極管的IR小于10uA，而在100°C時(shí)IR則變?yōu)樾∮?00uA。

 

（1）防雷、過(guò)電壓保護(hù)措施不力。整流裝置未設(shè)置防雷、過(guò)電壓保護(hù)裝置，即使設(shè)置了防雷、過(guò)電壓保護(hù)裝置，但其工作不可靠，因雷擊或過(guò)電壓而損壞整流管。

 

（2）運(yùn)行條件惡劣。間接傳動(dòng)的發(fā)電機(jī)組，因轉(zhuǎn)速之比的計(jì)算不正確或兩皮帶盤(pán)直徑之比不符合轉(zhuǎn)速之比的要求，使發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期處于高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，而整流管也就長(zhǎng)期處于較高的電壓下工作，促使整流管加速老化，并被過(guò)早地?fù)舸p壞。

 

（3）運(yùn)行管理欠佳。值班運(yùn)行人員工作不負(fù)責(zé)任，對(duì)外界負(fù)荷的變化（特別是在深夜零點(diǎn)至第二天上午6點(diǎn)之間）不了解，或是當(dāng)外界發(fā)生了甩負(fù)荷故障，運(yùn)行人員沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的操作處理，產(chǎn)生過(guò)電壓而將整流管擊穿損壞。

 

（4）設(shè)備安裝或制造質(zhì)量不過(guò)關(guān)。由于發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期處于較大的振動(dòng)之中運(yùn)行，使整流管也處于這一振動(dòng)的外力干擾之下；同時(shí)由于發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速時(shí)高時(shí)低，使整流管承受的工作電壓也隨之忽高忽低地變化，這樣便大大地加速了整流管的老化、損壞。

 

（5）整流管規(guī)格型號(hào)不符。更換新整流管時(shí)錯(cuò)將工作參數(shù)不符合要求的管子換上或者接線錯(cuò)誤，造成整流管擊穿損壞。

 

（6）整流管安全裕量偏小。整流管的過(guò)電壓、過(guò)電流安全裕量偏小，使整流管承受不起發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路中發(fā)生的過(guò)電壓或過(guò)電流暫態(tài)過(guò)程峰值的襲擊而損壞。

 

 

 

在學(xué)習(xí)整流電路的時(shí)候，介紹的半波整流，一個(gè)二極管就可以，全波整流，需要四個(gè)二極管。 二極管的正向壓降有0.7V，一般不怎么考慮這個(gè)比較小的壓降，但是在放大器的交越失真，整流電壓比較低的時(shí)候，電流比較大的時(shí)候，0.7V的壓降也要考慮其中，這也就是為什么出現(xiàn)如此多種類(lèi)二極管?？焖伲?，肖特基等等。

 

 

2.1超級(jí)二極管

 

使用精密整流電路的輸入信號(hào)常常比較小，0.7V的管壓降已經(jīng)不得不考慮。為了體現(xiàn)出這種0.7V的誤差，出現(xiàn)了超級(jí)二極管。

 

3點(diǎn)的電壓跟隨1點(diǎn)的電壓，但是運(yùn)算放大器的輸出2點(diǎn)的電壓，會(huì)一直比3點(diǎn)的電壓高0.7V，即V2=V3+0.7V，將一個(gè)二極管接入反饋回路中，可以有效的消除任何由二極管正向壓降產(chǎn)生的誤差，為了強(qiáng)調(diào)負(fù)反饋的顯著作用，把二極管和放大器的這種組合稱(chēng)為超級(jí)二極管。

 

2.2經(jīng)典型整流電路

 

這種電路在網(wǎng)上稱(chēng)為經(jīng)典型的精密整流電路，電組之間的關(guān)系為：R4=R5=R3=R，R6=R2=2R，

 

分析電路的時(shí)候，輸入是交流

 

當(dāng)Vin》0時(shí)，U1A的輸出低，D2截止，D1導(dǎo)通，R4，R5，U1三者構(gòu)成放大倍數(shù)為-1的放大器;U1B，R2，R3，R6構(gòu)成反向加法器。設(shè)U1A的輸出為V1，經(jīng)過(guò)R2，R3后，輸出V21=2Vin，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)，R6，R2后輸出V22=-Vin；根據(jù)疊加原理，輸出Vout=V21+V22=2Vin+（-Vin）=Vin

 

當(dāng)Vin《0時(shí)，U1A的輸出高，D1截止，D2導(dǎo)通，根據(jù)虛短，R5的左端和R3的右端都相當(dāng)于“接地”，電位相等，則R5，R3上沒(méi)有電流流過(guò)，不予考慮。此時(shí)，R2，R6，U1B構(gòu)成放大倍數(shù)為-1的放大器，輸出Vout=-Vin，輸出Vout= -Vin

 

根據(jù)上面的分析可知，實(shí)現(xiàn)了輸入電壓的正半軸電壓不變，負(fù)半軸的電壓翻轉(zhuǎn)的效果，實(shí)現(xiàn)了整流。

 

2.3等值電阻型整流電路

 

電阻之間的關(guān)系為：R3=R4=R5=R6=R7=R;

 

這個(gè)電路是最近在使用的一個(gè)電路，按照上面的分析，有：

 

當(dāng)Vin》0時(shí)，U1B的輸出低，D2截止，D1導(dǎo)通，R3，R5，U1B三者構(gòu)成放大倍數(shù)為-1的放大器;U1C，R6，R7構(gòu)成放大倍數(shù)為-1的放大器，設(shè)U1B的輸出為V1，經(jīng)過(guò)R6，R7后，輸出Vout=-V1=-（-Vin）=Vin。

 

當(dāng)Vin《0時(shí)，U1B的輸出高，D2導(dǎo)通，D1截止，此時(shí)U1B的反饋存在兩條，一路是R3，R5，R6；另一路是R3，R4。根據(jù)虛短的關(guān)系，可以設(shè)在R6右端的電壓為V1，則有（Vin-0）/R3=（（0-V1）/R5+R6）+（0-V1）/R4）

 

計(jì)算可得，V1=-（Vin*2）/3 再根據(jù)（V1-0）/R5+R6=（Vout-V1）/R7，計(jì)算可得Vout=-Vin

 

 

上面的兩種電路，第一種經(jīng)典型，只要實(shí)現(xiàn)電阻的匹配就很容易達(dá)到要求。第二種等值型的電路存在兩條負(fù)反饋電路，分析較難，性能也比較難達(dá)到要求。但是同樣的實(shí)現(xiàn)了Vout=|Vin|的效果。