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  • 整流二極管電路工作與其應(yīng)用
    • 發(fā)布時間:2020-04-15 16:53:58
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    整流二極管電路工作與其應(yīng)用
    二極管是廣泛使用的半導(dǎo)體器件。整流二極管是雙引線半導(dǎo)體,允許電流僅在一個方向上通過。通常,PN結(jié)二極管通過將n型和p型半導(dǎo)體材料連接在一起而形成。P型側(cè)稱為陽極,n型側(cè)稱為陰極。許多類型的二極管用于廣泛的應(yīng)用。整流二極管是電源中的重要組成部分,用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。所以齊納二極管被用于電壓調(diào)節(jié),防止電路內(nèi)的直流電源不希望的變化。
    二極管的象征
    整流二極管符號的符號如下所示,箭頭指向傳統(tǒng)電流的方向。
    整流二極管電路
    整流二極管符號
    整流二極管電路工作
    n型和p型材料都采用特殊制造技術(shù)進行化學(xué)結(jié)合,從而形成pn結(jié)。該PN結(jié)具有兩個可稱為電極的端子,由于這個原因,它被稱為“二極管”(Di-ode)。
    如果外部直流電源電壓通過其端子施加到任何電子設(shè)備,則稱為偏置。
    無偏整流二極管
    1.當(dāng)沒有電壓提供給整流二極管時,它被稱為無偏二極管,N側(cè)將具有大部分電子,并且極少數(shù)空穴(由于熱激發(fā)),而P側(cè)將具有多數(shù)電荷載流子孔和極少數(shù)電子。
    2.在這個過程中,來自N側(cè)的自由電子將擴散(擴散)到P側(cè),并且重新組合發(fā)生在那里存在的空穴中,在N-側(cè)留下+ ve固定(不可移動)離子并且在P中產(chǎn)生-ve固定離子。二極管的一面。
    3.在接合邊緣附近的n型側(cè)不動。類似地,在接合邊緣附近的p型側(cè)的固定離子。因此,正離子和負離子的數(shù)量將在結(jié)處累積。如此形成的該區(qū)域稱為耗盡區(qū)。
    4.在該區(qū)域,在二極管的PN結(jié)上產(chǎn)生稱為勢壘勢的靜電場。
    5.它反對空穴和電子在結(jié)點上的進一步遷移。
    整流二極管電路
    無偏二極管(無電壓應(yīng)用)
    正向偏置二極管
    1.正向偏置:在PN結(jié)二極管中,電壓源的正端子連接到p型側(cè),負端子連接到n型側(cè),二極管稱為處于轉(zhuǎn)發(fā)偏置狀態(tài)。
    2.電子被直流電壓源的負端排斥并向正端子漂移。
    3.因此,在施加電壓的影響下,該電子漂移導(dǎo)致電流在半導(dǎo)體中流動。該電流被稱為“漂移電流”。由于多數(shù)載流子是電子,n型電流是電子電流。
    4.由于空穴是p型的多數(shù)載流子,它們被直流電源的正極端子排斥,并通過結(jié)點向負極端子移動。因此,p型電流是空穴電流。
    5.因此,多數(shù)載流子產(chǎn)生的總電流會產(chǎn)生正向電流。
    6.常規(guī)電流在常規(guī)電流方向上從正電流流向負電流的方向與電子流動方向相反。
    整流二極管電路
    正向偏置整流二極管
    反向偏置二極管
    1.反向偏置條件:如果二極管是源極電壓的正極端子連接到n型端,而源極的負極端子連接到二極管的p型端,則沒有電流通過二極管除反向飽和電流外。
    2.這是因為在反向偏置條件下,結(jié)的耗盡層隨著反向偏置電壓的增加而變寬。
    3.盡管由于少數(shù)載流子,在二極管中存在從n型流到p型端的小電流。該電流稱為反向飽和電流。
    4.少數(shù)載流子主要分別是p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體中的熱生成電子/空穴。
    5.現(xiàn)在,如果二極管上的反向施加電壓持續(xù)增加,那么在一定電壓之后,耗盡層將破壞,這將導(dǎo)致巨大的反向電流流過二極管。
    6.如果該電流沒有受到外部限制并且超過安全值,則二極管可能會被永久損壞。
    7.這些快速移動的電子與器件中的其他原子碰撞,從而從它們中剔除更多的電子。被釋放的電子通過破壞共價鍵進一步從原子釋放出更多的電子。
    8.該過程稱為載流子倍增,并且導(dǎo)致通過pn結(jié)的電流的顯著增加。相關(guān)現(xiàn)象稱為Avalanche Breakdown。
    整流二極管電路
    反向偏置二極管
    整流二極管的一些應(yīng)用
    二極管有許多應(yīng)用。以下是二極管的一些典型應(yīng)用包括:
    1.整流電壓,例如將AC轉(zhuǎn)換為DC電壓
    2.隔離電源信號
    3.電壓參考
    4.控制信號的大小
    5.混合信號
    6.檢測信號
    7.照明系統(tǒng)
    8.激光二極管
    半波整流器
    二極管最常見的用途之一是將交流電壓整流為直流電源。因為二極管只能單向傳導(dǎo)電流,當(dāng)輸入信號變?yōu)樨摃r,就沒有電流。這被稱為半波整流器。
    下圖顯示了半波整流二極管電路。
    整流二極管電路
    半波整流器
    全波整流器
    1.甲全波整流二極管電路建立與四個二極管,通過這樣的結(jié)構(gòu),我們可以使波的兩半陽性。對于輸入的正負循環(huán),存在通過二極管橋的前向路徑。
    2.當(dāng)兩個二極管正向偏置時,另外兩個反向偏置并有效地從電路中消除。兩個傳導(dǎo)路徑都使電流以相同的方向流過負載電阻,從而實現(xiàn)全波整流。
    3.全波整流器用于電源,將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。與輸出負載電阻并聯(lián)的大電容可以減少整流過程中的紋波。下圖顯示了全波整流二極管電路。
    整流二極管電路
    全波整流器
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