整流二极管的基础知识

更新时间：2026-03-17

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什么是整流二极管？

整流二极管是一种半导体元件，用于整流电源电路中商用电源的交流电流以获得脉冲电流。

与普通小信号二极管相比，它们的特点是体积大、承载高电流能力、高电压电阻和结构坚固。二极管是真空管，也称为二极管，曾被积极用作整流器，但现在仅限于特殊应用，本文将限于半导体器件。

整流二极管总是用于从商用电源产生直流电的电源整流电路中。在高频交流电整流电路中，如开关稳压器，具有短反向恢复时间的快恢复二极管和低损耗的肖特基势波二极管也被视为整流二极管的一种。

整流二极管在P型端子侧称为阳极，N型端子侧称为阴极。在PN结附近，N型电子和P型空穴相互抵消，形成耗尽层。当阳极与阴极之间施加正向电压时，P型部分注入空穴，N型部分注入电子，缩窄耗尽层，使电流从P型流向N型。

当施加反向电压时，电子被注入P型部分，空洞注入N型部分，耗尽层膨胀，电流停止流动。这表明二极管中，电流仅沿P型到N型方向流动。以上说明，当从二极管阳极施加交流电压到阴极时，电流仅正向流动，而非反向流动。这就是整流原理。

此外，单个整流二极管采用半波整流，输出电流的时间仅为交流电的一半。另一方面，使用四个二极管的桥接具有全波整流的优点，即获得大电流并减少纹波，因此桥接二极管很常见。

整流二极管主要有三种类型。

它是最z广泛流通的PN结二极管之一。谈到整流二极管，通常指的是硅二极管。锗二极管有时被使用，但由于耐热性低且难以承载大电流，使用较少。

其结构通过扩散重金属或照射电子束，在PN结二极管的N型半导体区域形成载流阱，并在切换时捕获载流子。与普通二极管相比，反向恢复时间可从1/100提升至1/1,000，但缺点是正向电压增加。

在需要高速操作的开关电源中，具有短反向恢复时间的二极管更具优势，因此使用快速恢复二极管。

它利用了金属和半导体连接引起的“肖特基效应"。肖特基效应形成了一个屏障（肖特基势垒），除非施加一定电压，否则电流无法流动，因此用于获得整流效应。由于正向电压较小，二极管造成的损耗减少，但缺点是耐受电压较低。

从市电电源转换为直流电有两个步骤，但每个步骤都有合适的整流二极管。有一种方法可以直接将整流二极管连接到公用电源线路，提取峰值约为140伏的脉冲电流（在日本），将其转换为平滑电路中的直流电，然后用开关稳压器将其转换为所需电压。

在这种方法中，整个设备的电源集中在一组整流二极管上，因此通常使用高电流/高压二极管。另一方面，在通过变压器将商用电源电压转换为所需电压并将整流二极管连接到变压器输出使其直流的方法中，电压承受能力较低，耐受电压性能较差，电流更大。

特别是，二极管正向电压的损耗影响了能效，因此低正向电压的器件，如肖特基势垒二极管，更具优势。

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