二極管在交變電路中應用探究

柯梅

摘要：二極管在物理學中有著至關重要的作用，二極管作為一種理想元件，單向導電性是它最重要的特點，當二極管處在正向偏置狀態之時，它的電阻比較小，幾乎可以將它是作為導線，電路在二極管的作用下處于接通狀態。當二極管處于反向偏置的狀態之時，它的電阻數值無窮大，電路就幾乎處于截止狀態。二級管與交變電流和變壓器相互結合使用，這三者相互結合時就能發揮更大的作用。本文通過介紹二極管與交變電路之間相互作用的知識，對二極管和變壓器與交變電流這三者進行分析與處理，使我們解決相關的應用問題。

關鍵詞：二極管 交變電路 變壓器

前言

通常，我們把二極管視作為理想二極管，它在接入電路被正向連接時，該電路就會被導通，進行反向連接時，電路就處于截止狀態，在二極管接入交變電路時，電路會自動的忽略掉電流二極管負極流進的電流。這一特性使交變電路中的理想二極管的功率問題更加復雜繁瑣，因此我們對二極管在交變電路中的有關應用進行深入的探索和研究。

一、二極管的有關原理

半導體二極管主要是三個主要的部分結合構成的：接觸電極、引線、管殼。根據它的結構特點，主要分為兩類：面結合型、點接觸型。對于點接觸性來說，它適用于要求工作電流小、對頻率要求較高的地方，對于面結合型來說，它適用于工作時電流較大、工作頻率要求較低的工作場所。

二、二極管的種類

根據二極管在用途方面上的差異，特殊二極管、普通二極管是半導體二極管兩種最為主要的形式。對于普通二極管來說，它的主要用途有發揮隔離作用、整流作用，除此之外，還能用于溫度補償等。特殊二極管的種類較多，比較常見的類型有發光二極管、齊納二極管、變容二極管等幾種類型。

三、二極管的特性分析

3.1二極管在交變電路中正向特性分析

當二極管的兩端正向接入電路時，電流正向流出，形成正向電流，當兩端添加的正向電壓數值還比較小時，所產生的正向電流也會比較小，隨著電壓的不斷增大，當增大到門檻電壓的數值時，電流才會有明顯的增加，在正向接通時，二極管的電阻一般較小，使整個電路處于接通狀態。

3.2二極管在交變電路中反向特性分析

當二極管的兩端接入反向電壓時，在電路剛接通之時，二極管有著非常大的電阻，電路中的電流極其小，并且其電流不受電壓變化的影響，當電流比較穩定，不受反向電壓影響之時，這時的電流達到了反向飽和電流。當添加的反向電壓穩定而持續的增大到一定的數值之時，電路中的反向電流也會隨著電壓驟然變大，反向擊穿的情況就形成了，出現反向擊穿現象時電壓的數值就是反向擊穿電壓。

3.3溫度對于二極管在交變電路中的影響

PN結是二極管中是十分重要的一個元素，溫度的變化對于二極管有比較明顯的影響，當溫度升高時，我們觀察到二極管將向左移動它的正向特性曲線，正向的壓降大大的減小了，它的反向特性曲線將靠下移動，反向的電流將持續的增大。

四、二極管在交變電路的有關應用

普通的二極管有著檢波、隔離等作用，除此之外，它還常被用于三極管的溫度補償。我們將主要介紹二極管的隔離作用、整流作用和三極管的溫度補償作用。

4.1二極管在交變電路中的隔離作用

在電源儲能電路中，當突然切斷電路中的電源，電路中的電容將會代替電源為電路中的其他負載提供電能，當電路中的二極管進行正向連接時，根據它的單向導電性，它幾乎可被視作為導線，利用它的單向導電性阻斷其反向電壓進而完成電路的功能。對于二極管的一些參數，我們在調節時，要盡量去把它的正向壓降縮小，所流入的正向最大電流讓其增大，最好能大于負載的最大電流，盡量減小它的反向漏電流。

4.2二極管的溫度補償作用

二極管在交變電路中有著十分重要的溫度補償的特點，起到將放大電路的靜態工作點進行穩定的作用。其工作的原理主要是：在溫度持續升高時，三極管VT1的Vbe將會變小，從而造成Ib變大，但是二極管V1的正向壓降卻隨著溫度的增加而減小，進而導致Ub減小，接著Ib變小。假設二極管V1的溫度特性與三極管VT1溫度特性幾乎一樣，那么Ib則基本上不會隨溫度發生變化。

對于二極管有關參數的控制，盡量與三極管溫度特性相適應。

4.3穩壓二極管的有關介紹

穩壓二極管的反向擊穿所繪制的圖像較為陡峭，與普通的二極管相比較，反向擊穿曲線大為不同。當添加的反向電壓處于較低狀態之時，它的反向電阻將會大大增加。當反向電壓持續增加，并且當數值大于擊穿值時，它的反向電阻就會變得特別小，電路中的電流就快速的增加，但是對于反向電壓的變化，其改變量卻不大。穩壓二極管在反向擊穿時是可逆的，它的這一個特性可以幫助電路實現穩壓的作用，電路中與穩壓二極管共同存在的電阻起到了限制電流的作用。

4.4 TVS瞬時抑制二極管

在信號的輸入與輸出的端口，我們一般會并聯一個TVS瞬態抑制二極管，可以有效避免電壓迅速增加給電路帶來的破壞。當高電壓被加在TVS管兩端之時，在那一瞬間，它能夠保證其阻抗不會突然減小，與此同時，它還能夠吸收大電流，保護后續的電路不會收到瞬時高電壓的沖擊。在TVS瞬態抑制二極管的選用上，我們在開始之初要明確被保護電路所能允許的極限電壓，進行的額定反向關斷電壓不能過于低，至少應該高于被保護電路被允許的最大電壓。

結束語

二極管在交變電路中應用廣泛，它通常會和變壓器一起使用，在二極管與變壓器一起使用時，它們的有效值計算通常是研究人員需要重點關注的內容。通過分析二極管的原理，介紹二極管的種類，我們可以看到不同的二極管有著十分不一樣的特性，在進行正向連接和反向連接時，他們的特性就存在不一樣的地方。其中溫度對于二極管的影響也十分的巨大，因此我們在應用時要充分發揮二極管的隔離作用和穩壓作用，盡量將二極管在交變電路中的各個作用發揮到極致。

參考文獻

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