整流二极管电路工作及其应用

二极管是广泛使用的半导体器件。整流二极管是双引线半导体，允许电流仅在一个方向上通过。通常，PN结二极管通过将n型和p型半导体材料连接在一起而形成。P型侧称为阳极，n型侧称为阴极。许多类型的二极管用于广泛的应用。整流二极管是电源中的重要组成部分，用于将交流电压转换为直流电压。所以齐纳二极管被用于电压调节，防止电路内的直流电源不希望的变化。

二极管的象征

整流二极管符号的符号如下所示，箭头指向传统电流的方向。

整流二极管电路工作

n型和p型材料都采用特殊制造技术进行化学结合，从而形成pn结。该PN结具有两个可称为电极的端子，由于这个原因，它被称为“二极管”（Di-ode）。

如果外部直流电源电压通过其端子施加到任何电子设备，则称为偏置。

无偏整流二极管

1.当没有电压提供给整流二极管时，它被称为无偏二极管，N侧将具有大部分电子，并且极少数空穴（由于热激发），而P侧将具有多数电荷载流子孔和极少数电子。
2.在这个过程中，来自N侧的自由电子将扩散（扩散）到P侧，并且重新组合发生在那里存在的空穴中，在N-侧留下+ ve固定（不可移动）离子并且在P中产生-ve固定离子。二极管的一面。
3.在接合边缘附近的n型侧不动。类似地，在接合边缘附近的p型侧的固定离子。因此，正离子和负离子的数量将在结处累积。如此形成的该区域称为耗尽区。
4.在该区域，在二极管的PN结上产生称为势垒势的静电场。
5.它反对空穴和电子在结点上的进一步迁移。

无偏二极管（无电压应用）

正向偏置二极管

1.正向偏置：在PN结二极管中，电压源的正端子连接到p型侧，负端子连接到n型侧，二极管称为处于转发偏置状态。
2.电子被直流电压源的负端排斥并向正端子漂移。
3.因此，在施加电压的影响下，该电子漂移导致电流在半导体中流动。该电流被称为“漂移电流”。由于多数载流子是电子，n型电流是电子电流。
4.由于空穴是p型的多数载流子，它们被直流电源的正极端子排斥，并通过结点向负极端子移动。因此，p型电流是空穴电流。
5.因此，多数载流子产生的总电流会产生正向电流。
6.常规电流在常规电流方向上从正电流流向负电流的方向与电子流动方向相反。

1.反向偏置条件：如果二极管是源极电压的正极端子连接到n型端，而源极的负极端子连接到二极管的p型端，则没有电流通过二极管除反向饱和电流外。
2.这是因为在反向偏置条件下，结的耗尽层随着反向偏置电压的增加而变宽。
3.尽管由于少数载流子，在二极管中存在从n型流到p型端的小电流。该电流称为反向饱和电流。
4.少数载流子主要分别是p型半导体和n型半导体中的热生成电子/空穴。
5.现在，如果二极管上的反向施加电压持续增加，那么在一定电压之后，耗尽层将破坏，这将导致巨大的反向电流流过二极管。
6.如果该电流没有受到外部限制并且超过安全值，则二极管可能会被永久损坏。
7.这些快速移动的电子与器件中的其他原子碰撞，从而从它们中剔除更多的电子。被释放的电子通过破坏共价键进一步从原子释放出更多的电子。
8.该过程称为载流子倍增，并且导致通过pn结的电流的显着增加。相关现象称为Avalanche Breakdown。

二极管有许多应用。以下是二极管的一些典型应用包括：
1.整流电压，例如将AC转换为DC电压
2.隔离电源信号
3.电压参考
4.控制信号的大小
5.混合信号
6.检测信号
7.照明系统
8.激光二极管

半波整流器

二极管最常见的用途之一是将交流电压整流为直流电源。因为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。这被称为半波整流器。

下图显示了半波整流二极管电路。

1.甲全波整流二极管电路建立与四个二极管，通过这样的结构，我们可以使波的两半阳性。对于输入的正负循环，存在通过二极管桥的前向路径。
2.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。两个传导路径都使电流以相同的方向流过负载电阻，从而实现全波整流。
3.全波整流器用于电源，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可以减少整流过程中的纹波。下图显示了全波整流二极管电路。