背景：為統(tǒng)籌電路設(shè)計較全面的知識點，本人將在近期推出電路設(shè)計中各種常用器件與設(shè)計理念，如基本元器件電阻、電容、電感、二極管保護(hù)，存儲器件SDRAM、FLASH，PCB設(shè)計工藝DCDC電源、PCB板布線設(shè)計工藝等，希望能為大家提供些許參考。

一、整流二極管

①整流二極管：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PN結(jié)，有陽極和陰極兩個端子。

②P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。外加使P區(qū)相對N區(qū)為正的電壓時，位壘降低，位壘兩側(cè)附近產(chǎn)生儲存載流子，能通過大電流，具有低的電壓降（典型值為0.7V），稱為正向?qū)顟B(tài)。

③若加相反的電壓，使位壘增加，可承受高的反向電壓，流過很小的反向電流（稱反向漏電流），稱為反向阻斷狀態(tài)。整流二極管具有明顯的單向?qū)щ娦浴?/p>

④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。這種器件的結(jié)面積較大，能通過較大電流（可達(dá)上千安）二極管整流電路，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整流電路。

二、整流二極管整流電路分析

電力網(wǎng)供給用戶的是交流電，而各種無線電裝置需要用直流電。整流，就是把交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程。利用具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷?，可以把方向和大小交變的電流變換為直流電。下面介紹利用晶體二極管組成的各種整流電路。

1、半波整流電路

（圖1）半波整流電路

圖1是一種最簡單的整流電路。它由電源變壓器B、整流二極管D和負(fù)載電阻RL組成。變壓器把市電電壓（多為220V或380V）變換為所需要的交變電壓u2，D再把交流電變換為脈動直流電。 半波整流原理：變壓器砍級電壓u2，是一個方向和大小都隨時間變化的正弦波電壓，它的波形如圖1所示。在0～K時間內(nèi)，u2為正半周即變壓器上端為正下端為負(fù)。此時二極管承受正向電壓面導(dǎo)通，u2通過它加在負(fù)載電阻RL上，在π～2π時間內(nèi)，u2為負(fù)半周，變壓器次級下端為正，上端為負(fù)。這時D承受反向電壓，不導(dǎo)通，RL上無電壓。在π～2π時間內(nèi)，重復(fù)0～π時間的過程，而在3π～4π時間內(nèi)，又重復(fù)π～2π時間的過程。這樣反復(fù)下去，交流電的負(fù)半周就被“削”掉了，只有正半周通過RL，在RL上獲得了一個單一右向（上正下負(fù)）的電壓，從而達(dá)到了整流的目的，但是，負(fù)載電壓Usc以及負(fù)載電流的大小還隨時間而變化，因此，通常稱它為脈動直流。

這種除去半周、圖下半周的整流方法，叫半波整流。不難看出，半波整說是以"犧牲"一半交流為代價而換取整流效果的，電流利用率很低（計算表明，整流得出的半波電壓在整個周期內(nèi)的平均值，即負(fù)載上的直流電壓Usc=0.45e2）因此常用在高電壓、小電流的場合，而在一般無線電裝置中很少采用。

2、全波整流電路(單向橋式整流電路)

如果把整流電路的結(jié)構(gòu)作一些調(diào)整，可以得到一種能充分利用電能的全波整流電路。

（圖2）全波整流電路

全波整流電路，可以看作是由兩個半波整流電路組合成的。變壓器次級線圈中間需要引出一個抽頭，把次組線圈分成兩個對稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個電壓。如圖2所示，全波整流不僅利用了正半周，而且還巧妙地利用了負(fù)半周，從而大大地提高了整流效率（Usc＝0.9e2，比半波整流時大一倍）。

注：圖2所示的全波整濾電路，需要變壓器有一個使兩端對稱的次級中心抽頭，這給制作上帶來很多的麻煩。另外，這種電路中，每只整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級電壓最大值的兩倍，因此需用能承受較高電壓的二極管。

3、橋式整流電路

橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成“橋”式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點，而同時在一定程度上克服了它的缺點。