
二極管與電容器串聯(lián)形成的電路分析,是電子學(xué)領(lǐng)域里圍繞基本原理展開(kāi)的一個(gè)課題,重點(diǎn)關(guān)注二極管的非線性特性,以及電容器存儲(chǔ)和釋放電能的特點(diǎn)。接下來(lái),咱們一步步剖析這類電路的運(yùn)作狀況。
電路構(gòu)成
假定存在一個(gè)二極管(無(wú)論是正向?qū)ㄟ€是反向截止類型,通常選用整流二極管)跟一個(gè)電容器,它們串聯(lián)在直流或交流電源上。為便于分析,把二極管視作理想狀態(tài)的,也就是說(shuō),正向?qū)〞r(shí)壓降為零,反向則徹底截止。
直流(DC)電源狀況
正向偏置:要是二極管正向偏置,也就是陽(yáng)極連電源正極、陰極連電源負(fù)極,二極管就會(huì)導(dǎo)通,如同一個(gè)電阻很小的通路。這時(shí),電容器會(huì)快速充電,電壓能達(dá)到電源電壓水平,畢竟二極管放行了電流。充電結(jié)束之后,若電源電壓不變,電容器就維持充電狀態(tài),電流幾乎為零,僅有那么一丁點(diǎn)漏電流。
反向偏置:倘若二極管反向偏置,即陰極接電源正極,陽(yáng)極接電源負(fù)極,二極管立馬截止,相當(dāng)于斷路。此時(shí),電容器沒(méi)辦法通過(guò)二極管放電,所以,要是電容器之前充過(guò)電,它就保持原有電荷量;要是之前沒(méi)充電,那就依舊處于未充電狀態(tài)。
交流(AC)電源狀況
交流電源下,電壓和電流方向是周期性變化的。
正向半周期:交流電壓正向部分施加到二極管時(shí),二極管導(dǎo)通,電容器開(kāi)始充電。充電快慢受電源電壓大小和電容器容量影響。
反向半周期:交流電壓反向部分作用于二極管時(shí),二極管截止,電容器不能通過(guò)二極管放電。因而,電容器保持正向半周期結(jié)束時(shí)充上的電荷量,直到下一個(gè)正向半周期來(lái)臨。
應(yīng)用及影響
這種電路結(jié)構(gòu),在整流電路里常見(jiàn),特別是半波整流電路。其中,二極管負(fù)責(zé)把交流電變成單向脈動(dòng)直流電,電容器則用來(lái)?yè)崞矫}動(dòng)直流電的波動(dòng)。不過(guò)得留意,由于二極管反向半周期截止,電容器不能完全放電,所以輸出的直流電還是會(huì)有一定紋波。
總結(jié)
二極管與電容器串聯(lián)的電路,面對(duì)直流電源,依據(jù)二極管偏置狀態(tài)不同,電容器要么充電要么保持原狀;遇到交流電源,電容器正向半周期充電,反向半周期保持電荷,借此實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電的整流與平滑處理。這類電路結(jié)構(gòu),在電子學(xué)相關(guān)應(yīng)用里頗為廣泛。
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