整流二极管

整流二极管 目录[隐藏] 概述 考虑因素 [编辑本段] 概述   rectifier diode 整流二极管   一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常它包含一个PN结，有阳极和阴极两个端子。其结构如图1所示。P区的载流子是空穴,N区的载流子是电子，在P区和N区间形成一定的位垒。外加使P区相对N区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降（典型值为0.7V）,称为正向导通状态。若加相反的电压,使位垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流（称反向漏电流），称为反向阻断状态。整流二极管具有明显的单向导电性,其伏安特性和电路符号如图2所示。整流二极管可用半导体锗或硅等制造。硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好。通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造(掺杂较多时容易反向击穿）。这种器件的结面积较大，能通过较大电流（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以下。整流二极管主要用于各种低频半波整流电路，如需达到全波整流需连成整流桥使用。 [编辑本段] 考虑因素   选用整流二极管时，主要应考虑其反向峰值电压、最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等。   常用的整流二极管：例如1N4001,有颜色一端示负极   其特性参数：Vrm≥50v,If=1A, 1N4001   整流二极管的交流和直流电阻为：   正向直流电阻 Rf=Vf/If=(Vf/Is) exp(-qVf/mkT)   正向交流电阻 rf=dVf/dIf=mkT/qIf   反向直流电阻 Rr=Vr/Ir=Vr/Is   反向交流电阻 rr=dVr/dIr=(mkT/qIf) exp(qVr/mkT)   整流二极管的整流比为：   直流整流比 Rr/Rf=(Vr/Vf) exp(qVf/mkT)   交流整流比 rr/rf=(If/Is) exp(qVf/mkT)   式中的Vf和If分别是正向电压和正向电流，Vr和Ir分别是反向电压和反向电流，Is是反向饱和电流（忽略了复合中心的产生电流），m是理想因子（m=1～2）。   可见，直流整流比和交流整流比分别与正向电压和反向电压有着很大的关系。并且只要电压不是太低，在一定的正偏电压下，p-n结的交流电阻rf总将小于其相应的直流电阻Rf。   此外，可把正向直流电阻改写为rf=(mkT/qIf) ln(If/Is)=rf ln(If/Is).可见，在正偏电压和相应的正向电流一定时，p-n结的直流电阻要远大于相应的交流电阻（Rf比rf大ln(Jf/Js)倍），即p-n结的正向直流电导远小于正向交流电导。当然，对于反偏的p-n结，反向直流电阻则远小于反向交流电阻。