二極管如何實現(xiàn)半波整流

二極管具有單向?qū)щ娞匦?，只允許一個半周的電流通過，另一個半周通過時由于二極管截止，相當(dāng)于開路，所以另一個半周通不過二極管，所以經(jīng)過二極管的交變電流就變成了脈動單向電流，實現(xiàn)了整流。

二極管為一個由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體形成的PN結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時，由于PN結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。

二極管單相半波整流電路

雖然交流電源有許多優(yōu)點，但是在某些場合下必須使用直流電源，甚至穩(wěn)定的直流電源。本節(jié)這節(jié)課將開始介紹常見的二極管整流電路。

二極管整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟娮兂芍绷麟姷碾娐?。整流電路常由四部分組成：交流電源、整流變壓器、整流管和負(fù)載。下面以電阻負(fù)載為對象來介紹二極管單向半波整流電路。

二極管單向半波整流電路如圖所示，圖中B是整流變壓器，它將電網(wǎng)交流電壓u1變換為符合整流電路所需的電壓u2。

變壓器次級電壓u2的波形圖如下所示。在u2正半周（0～t1時間）內(nèi)，變壓器B的a端電位為正，b端電位為負(fù)，使二極管V承受正向電壓而導(dǎo)通，此時負(fù)載上有電流通過。如果忽略二極管V很小的正向降壓（硅管約為0.6～0.8伏、鍺管約0.2～0.3伏），則負(fù)載Rz上得到的電壓uz就等于u2（uz=u2）。

在u2負(fù)半周（t1～t2時間）內(nèi)，變壓器B的a端電位為負(fù)，b端電位為正，二極管V承受反向電壓而截止（忽略極微小的反向漏電流），變壓器次級回路中電流為零。

由于二極管的單向?qū)щ娦?，在一個周期中，僅在半個周期內(nèi)有電壓加在負(fù)載上，有電流通過負(fù)載，而下半周期中，負(fù)載上無電壓又無電流，因此稱這種電路為半波整流電路。

根據(jù)理論分析：負(fù)載電壓Uz的平均值為：Uz=0.45U2

半波整流電路是最簡單的二極管整流電路，由于整流效率低，電流波動大，可用于要求不高的場所。

二極管半波整流原理圖

二極管就像一個主動開關(guān)，u2為正半周時，主動把電源與負(fù)載接通，u2為負(fù)半周時，主動將電源與負(fù)載堵截。因而，由下圖可見，負(fù)載上得到方向不變、巨細(xì)改動的脈動直流電壓uo如下圖所示。由于該電路只在u2的正半周有輸出，所以稱為半波整流電路。假定將整流二極管的極性對調(diào)，可取得負(fù)極性的直流脈動電壓。

整流原理：

設(shè)變壓器二次側(cè)的電壓為：

1）當(dāng)u2為正半周時，A點電位最高，V點電位最低，二極管V1和V3導(dǎo)通，V2和V4截止，電流的通路是 A→V1→RL→V3→B。

2）當(dāng)u2為負(fù)半周時，B點電位最高，A點電位最低，二極管V2和V4導(dǎo)通，V1和V3截止，電流的通路是 B→V2→RL→V4→A。

可見，在u2改動的一個周期內(nèi)，負(fù)載RL上一向流過自上而下的電流，其電壓和電流的波形為一全波脈動直流電壓和電流，如下圖所示。