在
电子电路领域，整流
二极管及其整流电路是非常基础且重要的部分。今天，就让我们深入探讨
整流二极管以及其整流电路的相关知识。
整流二极管，作为一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件，通常包含一个 PN 结，有阳极和阴极两个端子。在其内部，P 区的载流子是空穴，N 区的载流子是电子，在 P 区和 N 区间形成一定的位垒。当外加使 P 区相对 N 区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，此时能通过大电流，具有低的电压降（典型值为 0.7V），这便是正向导通状态。相反，若加相反的电压，使位垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流（称反向漏电流），即为反向阻断状态。由此可见，整流二极管具有明显的单向导电性。
整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。其中，硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好。通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造，这种器件的结面积较大，能通过较大电流（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以下，主要用于各种低频整流电路。
接下来，我们看看整流二极管整流电路的分析。电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电，整流就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面为大家介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。
- 半波整流电路
半波整流电路由电源变压器 B、整流二极管 D 和负载电阻 RL 组成。变压器把市电电压（多为 220V 或 380V）变换为所需要的交变电压 u2，D 再把交流电变换为脉动直流电。变压器次级电压 u2 是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压。在 0～π 时间内，u2 为正半周即变压器上端为正下端为负，此时二极管承受正向电压而导通，u2 通过它加在负载电阻 RL 上；在 π～2π 时间内，u2 为负半周，变压器次级下端为正，上端为负，这时 D 承受反向电压，不导通，RL 上无电压。如此反复，交流电的负半周就被 “削” 掉了，只有正半周通过 RL，在 RL 上获得了一个单一方向（上正下负）的电压，从而达到了整流的目的。不过，负载电压 Usc 以及负载电流的大小还随时间而变化，因此通常称它为脉动直流。这种除去半周的整流方法，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压 Usc = 0.45e2），因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。 - 全波整流电路（单向桥式整流电路）
如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。全波整流电路可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压。全波整流不仅利用了正半周，而且还巧妙地利用了负半周，从而大大地提高了整流效率（Usc＝0.9e2，比半波整流时大一倍）。不过，这种电路需要变压器有一个使两端对称的次级中心抽头，这给制作上带来很多的麻烦。另外，这种电路中，每只整流二极管承受的反向电压，是变压器次级电压值的两倍，因此需用能承受较高电压的二极管。 - 桥式整流电路
桥式整流电路是使用多的一种整流电路。这种电路，只要增加两只二极管并连接成 “桥” 式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。其工作原理如下：当 u2 为正半周时，对 D1、D3 加正向电压，D1、D3 导通；对 D2、D4 加反向电压，D2、D4 截止。电路中构成 u2、D1、RL、D3 通电回路，在 RL 上形成上正下负的半波整流电压；当 u2 为负半周时，对 D2、D4 加正向电压，D2、D4 导通；对 D1、D3 加反向电压，D1、D3 截止。电路中构成 u2、D2、RL、D4 通电回路，同样在 RL 上形成上正下负的另外半波的整流电压。如此重复下去，结果在 RL 上便得到全波整流电压。从波形图中还不难看出，单相全波桥式整流电路其波形图和全波整流波形图是一样的。但是桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的值，比全波整流电路小一半。
在实际应用中，整流二极管的选择和运用也需要特别注意。作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。如果选择不当，则可能出现不能安全工作，甚至烧毁管子的情况；或者大材小用，造成浪费。另外，在高电压或大电流的情况下，如果手头没有承受高电压或整定大电流的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用。
当二极管并联时，理论上有几只二极管并联，流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。例如，两只二极管并联，每只分担电路总电流的一半；三只二极管并联，每只分担电路总电流的三分之一。但在实际并联运用时，由于各二极管特性不完全一致，不能均分所通过的电流，会使有的管子因负担过重而烧毁。因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小
电阻器，使各并联二极管流过的电流接近一致。均流电阻 R 一般选用零点几欧至几十欧的电阻器，电流越大，R 应选得越小。
当二极管串联时，理想情况下有几只管子串联，每只管子承受的反向电压就应等于总电压的几分之一。然而，在实际运用时，由于每只二极管的反向电阻不尽相同，会造成电压分配不均，内阻大的二极管，有可能由于电压过高而被击穿，并由此引起连锁反应，逐个把二极管击穿。在二极管上并联的电阻 R，可以使电压分配均匀，均压电阻可取阻值大点，如 1K。
通过以上对整流二极管及其整流电路的详细分析，相信大家对这部分知识有了更深入的理解。在实际的电子电路设计和应用中，合理选择和运用整流二极管及其整流电路，能够让我们的电路更加稳定和高效。
