二极管在交变电路中应用探究

柯梅

摘要：二极管在物理学中有着至关重要的作用，二极管作为一种理想元件，单向导电性是它最重要的特点，当二极管处在正向偏置状态之时，它的电阻比较小，几乎可以将它是作为导线，电路在二极管的作用下处于接通状态。当二极管处于反向偏置的状态之时，它的电阻数值无穷大，电路就几乎处于截止状态。二级管与交变电流和变压器相互结合使用，这三者相互结合时就能发挥更大的作用。本文通过介绍二极管与交变电路之间相互作用的知识，对二极管和变压器与交变电流这三者进行分析与处理，使我们解决相关的应用问题。

关键词：二极管 交变电路 变压器

前言

通常，我们把二极管视作为理想二极管，它在接入电路被正向连接时，该电路就会被导通，进行反向连接时，电路就处于截止状态，在二极管接入交变电路时，电路会自动的忽略掉电流二极管负极流进的电流。这一特性使交变电路中的理想二极管的功率问题更加复杂繁琐，因此我们对二极管在交变电路中的有关应用进行深入的探索和研究。

一、二极管的有关原理

半导体二极管主要是三个主要的部分结合构成的：接触电极、引线、管壳。根据它的结构特点，主要分为两类：面结合型、点接触型。对于点接触性来说，它适用于要求工作电流小、对频率要求较高的地方，对于面结合型来说，它适用于工作时电流较大、工作频率要求较低的工作场所。

二、二极管的种类

根據二极管在用途方面上的差异，特殊二极管、普通二极管是半导体二极管两种最为主要的形式。对于普通二极管来说，它的主要用途有发挥隔离作用、整流作用，除此之外，还能用于温度补偿等。特殊二极管的种类较多，比较常见的类型有发光二极管、齐纳二极管、变容二极管等几种类型。

三、二极管的特性分析

3.1二极管在交变电路中正向特性分析

当二极管的两端正向接入电路时，电流正向流出，形成正向电流，当两端添加的正向电压数值还比较小时，所产生的正向电流也会比较小，随着电压的不断增大，当增大到门槛电压的数值时，电流才会有明显的增加，在正向接通时，二极管的电阻一般较小，使整个电路处于接通状态。

3.2二极管在交变电路中反向特性分析

当二极管的两端接入反向电压时，在电路刚接通之时，二极管有着非常大的电阻，电路中的电流极其小，并且其电流不受电压变化的影响，当电流比较稳定，不受反向电压影响之时，这时的电流达到了反向饱和电流。当添加的反向电压稳定而持续的增大到一定的数值之时，电路中的反向电流也会随着电压骤然变大，反向击穿的情况就形成了，出现反向击穿现象时电压的数值就是反向击穿电压。

3.3温度对于二极管在交变电路中的影响

PN结是二极管中是十分重要的一个元素，温度的变化对于二极管有比较明显的影响，当温度升高时，我们观察到二极管将向左移动它的正向特性曲线，正向的压降大大的减小了，它的反向特性曲线将靠下移动，反向的电流将持续的增大。

四、二极管在交变电路的有关应用

普通的二极管有着检波、隔离等作用，除此之外，它还常被用于三极管的温度补偿。我们将主要介绍二极管的隔离作用、整流作用和三极管的温度补偿作用。

4.1二极管在交变电路中的隔离作用

在电源储能电路中，当突然切断电路中的电源，电路中的电容将会代替电源为电路中的其他负载提供电能，当电路中的二极管进行正向连接时，根据它的单向导电性，它几乎可被视作为导线，利用它的单向导电性阻断其反向电压进而完成电路的功能。对于二极管的一些参数，我们在调节时，要尽量去把它的正向压降缩小，所流入的正向最大电流让其增大，最好能大于负载的最大电流，尽量减小它的反向漏电流。

4.2二极管的温度补偿作用

二极管在交变电路中有着十分重要的温度补偿的特点，起到将放大电路的静态工作点进行稳定的作用。其工作的原理主要是：在温度持续升高时，三极管VT1的Vbe将会变小，从而造成Ib变大，但是二极管V1的正向压降却随着温度的增加而减小，进而导致Ub减小，接着Ib变小。假设二极管V1的温度特性与三极管VT1温度特性几乎一样，那么Ib则基本上不会随温度发生变化。

对于二极管有关参数的控制，尽量与三极管温度特性相适应。

4.3稳压二极管的有关介绍

稳压二极管的反向击穿所绘制的图像较为陡峭，与普通的二极管相比较，反向击穿曲线大为不同。当添加的反向电压处于较低状态之时，它的反向电阻将会大大增加。当反向电压持续增加，并且当数值大于击穿值时，它的反向电阻就会变得特别小，电路中的电流就快速的增加，但是对于反向电压的变化，其改变量却不大。稳压二极管在反向击穿时是可逆的，它的这一个特性可以帮助电路实现稳压的作用，电路中与稳压二极管共同存在的电阻起到了限制电流的作用。

4.4 TVS瞬时抑制二极管

在信号的输入与输出的端口，我们一般会并联一个TVS瞬态抑制二极管，可以有效避免电压迅速增加给电路带来的破坏。当高电压被加在TVS管两端之时，在那一瞬间，它能够保证其阻抗不会突然减小，与此同时，它还能够吸收大电流，保护后续的电路不会收到瞬时高电压的冲击。在TVS瞬态抑制二极管的选用上，我们在开始之初要明确被保护电路所能允许的极限电压，进行的额定反向关断电压不能过于低，至少应该高于被保护电路被允许的最大电压。

结束语

二极管在交变电路中应用广泛，它通常会和变压器一起使用，在二极管与变压器一起使用时，它们的有效值计算通常是研究人员需要重点关注的内容。通过分析二极管的原理，介绍二极管的种类，我们可以看到不同的二极管有着十分不一样的特性，在进行正向连接和反向连接时，他们的特性就存在不一样的地方。其中温度对于二极管的影响也十分的巨大，因此我们在应用时要充分发挥二极管的隔离作用和稳压作用，尽量将二极管在交变电路中的各个作用发挥到极致。

参考文献

[1]郑小小;黄长福; 陈艺斌.含有理想二极管电路的交变电流有效值及功率分析[J].高中数理化，2020-10-15

[2]张延忠.二极管变压变流原理及应用策略探究[J].高中数理化，2020-09-15

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