整流二极管是一种半导体二极管,也叫做齐纳二极管。顾名思义,整流二极管就是用来“整流”交流电信号的二极管。它的主要作用是将交流电信号转换为单向电流,使得电路中只有正向电流通过,而负向电流则被屏蔽。通常用于电源、调节电压、模拟电路以及交流电转直流电的场合。
整流二极管是由P型半导体和N型半导体芯片通过熔接、扩散等工艺工序制成,其中P型半导体的电导率比N型半导体低,N型半导体的电导率比P型半导体低。这两个不同导电性质的半导体芯片相互接触形成P-N结,这种结构具有良好的单向导电特性。
当整流二极管正向偏置时,即正向电压大于二极管的截止电压,此时P-N结中的载流子被电场强行向正向方向推移,同时P区向N区注入大量的空穴,N区向P区注入大量的电子,这些载流子在靠近P-N结时复合,产生一定的正向电流。
当整流二极管反向偏置时,即反向电压大于二极管的反向截止电压,此时P-N结中的载流子被电场强行向反向方向推移,此时载流子的数量非常少,几乎无法形成电流。因此,整流二极管具有非常强的单向导电性,能够将交流电信号转换为单向电流。
整流二极管具有以下特性:
(1)低压降特性。正向压降较小,一般仅为0.6V左右,反向漏电流很小,表现为非常强的单向导电性。
(2)频率响应特性。整流二极管的工作频率范围很广,能够稳定地工作在20kHz到100MHz的频率范围内。
(3)温度特性。整流二极管的电流及压降与温度有关,当温度升高时,电流及压降都会减小。
整流二极管广泛应用于各种电气设备和电子产品中,如电源、调节电压、模拟电路等。在电源中,整流二极管用于实现交流电转换为直流电,在调节电压中,整流二极管常常被用于短路保护,它可以将电路中的电压限制在安全范围内,保护电路不被过压烧毁。在模拟电路中,整流二极管可以用作电压限制器,保护电路中的器件不受到高电压的损害。