什么是整流二极管:工作原理及其应用

二极管是应用广泛的半导体器件。整流二极管是一种双引线半导体，它只允许电流单向通过。一般来说,pn结二极管通过连接n型和P型半导体材料来形成。p型侧被称为阳极，n型侧被称为阴极。许多类型的二极管用于各种应用。整流二极管是电源中的重要组件，其中它们用于将交流电压转换为直流电压。这稳压二极管用于电压调节，防止电路内的DC供应中的不需要变化。

什么是整流二极管？

整流二极管是一种半导体二极管，使用整流桥应用来整流AC(交流电)到DC(直流电)。整流二极管通过肖特基势垒的替代在数字电子学中有重要的价值。bob足球体育app该二极管能够传导从mA到几个kA的电流值和电压到几个kV。

整流二极管的设计可以用硅材料来完成，它能传导高电流值。这些二极管并不出名，但仍然使用锗或砷化镓基半导体二极管。锗二极管的允许反向电压较小，结温也较小。与硅二极管相比，锗二极管有一个优点，即在前向偏压中工作时具有低阈值电压值。

整流二极管有允许极限参数和特性参数两组技术参数。整流二极管符号的符号如下所示，箭头指向常规电流流动的方向。

整流二极管电路工作

n型和p型材料通过化学方法结合特殊的制造技术，形成p-n结。这个P-N结有两个可以被称为电极的端子，由于这个原因，它被称为“二极管”(Di-ode)。

如果通过其端子将外部直流电源电压施加到任何电子设备，则称为偏置。

公正的整流二极管

• 当没有提供给整流二极管的电压然后被称为非偏叠二极管时，N侧将具有大多数数量的电子，并且非常少量的数孔（由于热激发），而P侧将具有大多数电荷载流子孔和非常少的电子电子。
• 在这个过程中，自由电子将从N侧扩散到P侧，并在那里的空穴中发生重组，使+ve固定(不可移动)离子留在N侧，并在二极管的P侧产生-ve固定离子。
• 在结边缘附近的n型侧的固定。类似地，在结边缘附近的p型侧的固定离子。由于这一点，正离子和负离子的数量将在交界处积聚。所形成的该区域称为耗尽区。
• 在该区域，在二极管的PN结横跨二极管的PN结之间创建称为阻隔电位的静电场。
• 它反对孔和电子跨越交界处的进一步迁移。

正向偏压二极管

• 正向偏置:在PN结二极管中，电压源的正端连接到p型侧，负端连接到n型侧，即二极管处于转发偏置状态。
• 电子被直流电压电源的负极排斥并向正极漂移。
• 因此，在外加电压的影响下，电子漂移使电流在半导体中流动。这种电流被称为“漂移电流”。由于大多数载流子是电子，所以n型电流就是电子流。
• 由于空穴是p型的大多数载流子，它们被直流电源的正极排斥并穿过结向负极移动。p型的电流是空穴电流。
• 因此，由于多数载波引起的整体电流创造了前进电流。
• 常规电流沿常规电流方向从电池正极流向负极，与电子流方向相反。

反向偏置二极管

• 反向偏见条件：如果二极管是源电压的正端子连接到n型端，并且源的负极端子连接到二极管的p型端，将没有电流通过二极管除反向饱和电流外。
• 这是因为在反向偏置条件下，随着反向偏置电压的增加，结的耗尽层变得更宽。
• 虽然在二极管中由于载流子少，从n型端到p型端有很小的电流流动。这种电流称为反向饱和电流。
• 在p型半导体和n型半导体中，少数载流子主要是热生电子/空穴。
• 现在，如果反向施加的电压持续增加，在一定的电压后损耗层将被破坏，这将导致一个巨大的反向电流流过二极管。
• 如果这个电流没有受到外部限制，并且超过了安全值，二极管可能会永久损坏。
• 这些快速移动的电子与器件中的其他原子碰撞，以从它们中删除更多电子。通过破坏共价键，所以所以通过释放进一步释放来自原子的更多电子。
• 这个过程称为载流子倍增，并导致通过p-n结的电流有相当大的增加。相关的现象被称为雪崩击穿。

半波整流

二极管最常见的用途之一是纠正交流电压进入直流电源供应。由于二极管只能单向传导电流，当输入信号变为负时，就没有电流了。这叫做半波整流．下图显示了半波整流二极管电路。

全波整流

• 一个全波整流二极管电路用四个二极管建造，通过这种结构，我们可以使波浪的两半成为阳性。对于输入的正和负周期，有一个前进的路径二极管桥．
• 当两个二极管正向偏置时，另外两个反向偏置并有效地从电路中消除。两个传导路径使电流沿同一方向流过负载电阻，完成全波整流。
• 全波整流器用于电源以将交流电压转换为直流电压。与输出负载电阻并联的大电容会降低整流过程的纹波。下图显示了全波整流二极管电路。

参数

基于以下限制参数，整流二极管的特征在于

• VF -通过确定的中频转发电流正向电压
• IR -在VRWM峰值反向电压运行时的反向电流。
• IFN - 正向偏置的二极管最大电流或额定电流
• 峰值，可重复电流二极管传导
• 峰值，不可重复电流传导
• VRWM -峰值，反向电压操作
• VRRM -峰值，重复反向电压
• VRSM - 峰值，非重复反向电压
• ptt -电子元件上的全部耗散功率值
• Tj -二极管结的最高温度
• Rth -工作条件下的热电阻

最高温度

上面列出的不同参数可以受到不同因素的影响，比如整流二极管工作的环境温度。所有的半导体器件都产生热量，特别是那些用于电源的半导体器件。最大的问题之一是避免热失控，只要二极管提高其温度，就会放大器件的电流，直到器件被破坏。

为了避免这种麻烦，二极管参数的每个参考温度，例如，硅二极管反向漏电流通常在环境温度的25°C提取，但大约是每10°C的两倍。一旦温度升高，则每升高1°C，正向结电位将降低到2mv至3mv。

大电流

双大电流整流二极管是高性能二极管的最佳例子，包括2倍30A的电流。

STMicrobob足球体育appelectronics用双高电压实现了整流二极管，即STPS60SM20C。该二极管适用于焊工，基站，AC / DC电源以及工业应用。

VRRM击穿电压值为200V，导通电压为640mV，其当前存储器为2×30A。额外的保护可以从被称为静电放电到2kV的ESD。该二极管的工作温度范围为-40°C-175℃。这些值将允许二极管在基站内的所有情况下方使用。

如何测试整流二极管?

整流二极管可以采用以下方法进行测试。
简单的万用表主要用于确定整流二极管的阳极或阴极极性。至少有三种方法可以做到这一点，但在这里，两种简单的方法是使用欧姆表和VDC测量功能。

使用欧姆计

在正向偏置中，欧姆计将指定二极管正向电压的估计值，接近0,7。在反向偏压中，欧姆表将指定“1”，这意味着它是非常高的电阻。
二极管检查的功能将提供与上述方法相同的结果。

直流电压测量功能

• 在正偏时，万用表将显示硅二极管的电压降为0.7V
• 在反向偏置中，万用表指定全电压电源的估计值。

整流二极管主要用于整流，即将交流转换为直流。它们被用在电路中，当一个巨大的电流流过二极管时。

整流二极管具有0.7V的正向压降，并且是由硅制成的。因此，下面的表格列出了一些整流二极管的最大和最小反向电压。1N4001二极管适用于低电压、电流小于1A的电路。

二极管特性是电流的流动否则电流不会基于施加的电压方向供应。这执行将交流电压更改为DC。一旦阳极电极在+​​ VE端子上，该二极管的两个电极端子是阳极和阴极和电流。

二极管	最高电流	最高反向电压
1 n4001	1	50 v
1 n4002	1	100V
1 n4007	1	1000 v
1 n4001	3	100V
1 n4008	3	1000 v

应用程序

整流二极管有许多用途。以下是一些典型的二极管应用:

• 整流电压，如将交流电压转换为直流电压
• 从电源隔离信号
• 电压参考
• 控制信号的大小
• 混合信号
• 检测信号
• 照明系统
• 激光二极管

因此，整流二极管只允许电流沿一个方向流动，用于电源的工作。与普通二极管相比，这些二极管能处理最大电流。这些二极管通常用来把交流电(AC)转换成直流电(DC)。它们的设计可以像分立元件一样，也可以像集成电路一样。这些是由硅设计的，并通过一个相当大的PN结表面区分，因此，它导致在反向偏置条件下的高电容。这两个整流器二极管连接将高压电源串联，以提高PIV(峰值反电压)的额定值。

你知道任何其他的二极管通常用于实时电和bob体育棋牌？然后，请在下面的评论区给出你的反馈。有个问题要问你，在D中耗尽区是如何形成的iode吗?