半波整流電路圖（一）

利用二極管（開關器件）的單向導電特性，和放大器的優良放大性能相結合，可做到對輸入交變信號（尤其是小幅度的電壓信號）進行精密的整流，由此構成精密半波整流電路。若由此再添加簡單電路，即可構成精密全波整流電路。

二極管的導通壓降約為0.6V左右，此導通壓降又稱為二極管門坎電壓，意謂著邁過0.6V這個坎，二極管才由斷態進入到通態。常規整流電路中，因整流電壓的幅值遠遠高于二極管的導通壓降，幾乎可以無視此門坎電壓的存在。但在對小幅度交變信號的處理中，若信號幅度竟然小于0.6V，此時二極管縱然有一身整流的本事，也全然派不上用場了。

在二極管茫然四顧之際，它的幫手——有優良放大性能的運算放大器的適時出現，改變了這種結局，二者一拍即合，小信號精密半波整流電路即將高調登場。請看圖1。

圖1 半波精密整流電路及等效電路

上圖電路，對輸入信號的正半波不予理睬，僅對輸入信號的負半波進行整流，并倒相后輸出。

（1）在輸入信號正半周（0~t1時刻），D1導通，D2關斷，電路等效為電壓跟隨器（圖中b電路）：

在D1、D2導通之前，電路處于電壓放大倍數極大的開環狀態，此時（輸入信號的正半波輸入期間），微小的輸入信號即使放大器輸入端變負，二極管D1正偏導通（相當于短接），D2反偏截止（相當于斷路），形成電壓跟隨器模式，因同相端接地，電路變身為跟隨地電平的電壓跟隨器，輸出端仍能保持零電位。

（2）在輸入信號負半周（t1~t2時刻），D1關斷，D2導通，電路等效反相器（圖中c電路）：

在輸入信號的負半波期間，（D1、D2導通之前）微小的輸入信號即使輸出端變正，二極管D1反偏截止，D2正偏導通，形成反相（放大）器的電路模式，對負半波信號進行了倒相輸出。

在工作過程中，兩只二極管默契配合，一開一關，將輸入正半波信號關于門外，維持原輸出狀態不變；對輸入負半波信號則放進門來，幫助其翻了一個跟頭（反相）后再送出門去。兩只二極管的精誠協作，再加上運算放大器的優良放大性能，配料充足，做工地道，從而做成了精密半波整流這道“大餐”。

半波整流電路圖（二）

半波整流電路

圖5-1、是一種最簡單的整流電路。它由電源變壓器B 、整流二極管D 和負載電阻Rfz ，組成。變壓器把市電電壓（多為220伏）變換為所需要的交變電壓e2 ，D 再把交流電變換為脈動直流電。

半波整流電路的工作原理：

下面從圖5-2的波形圖上看著二極管是怎樣整流的。

變壓器砍級電壓e2 ，是一個方向和大小都隨時間變化的正弦波電壓，它的波形如圖5-2（a）所示。在0～K時間內，e2 為正半周即變壓器上端為正下端為負。此時二極管承受正向電壓面導通，e2 通過它加在負載電阻Rfz上，在π～2π 時間內，e2 為負半周，變壓器次級下端為正，上端為負。這時D 承受反向電壓，不導通，Rfz，上無電壓。在π～2π 時間內，重復0～π 時間的過程，而在3π～4π時間內，又重復π～2π 時間的過程…這樣反復下去，交流電的負半周就被“削”掉了，只有正半周通過Rfz，在Rfz上獲得了一個單一右向（上正下負）的電壓，如圖5-2（b）所示，達到了整流的目的，但是，負載電壓Usc 。以及負載電流的大小還隨時間而變化，因此，通常稱它為脈動直流。

這種除去半周、圖下半周的整流方法，叫半波整流。不難看出，半波整說是以“犧牲”一半交流為代價而換取整流效果的，電流利用率很低（計算表明，整流得出的半波電壓在整個周期內的平均值，即負載上的直流電壓Usc =0.45e2 ）因此常用在高電壓、小電流的場合，而在一般無線電裝置中很少采用。

半波整流電路圖（三）

半波整流電路如圖Z0702所示。它由電源變壓器Tr整流二極管D和負載電阻RL組成，變壓器的初級接交流電源，次級所感應的交流電壓為

其中U2m為次級電壓的峰值，U2為有效值。

電路的工作過程是：在u2 的正半周（ωt = 0~π），二極管因加正向偏壓而導通，有電流iL流過負載電阻RL。由于將二極管看作理想器件，故RL上的電壓 uL與u2的正半周電壓基本相同。

在u2的負半周（ωt =π~2π），二極管D因加反向電壓而截止，RL 上無電流流過，RL 上的電壓uL = 0。可畫出整流波形如圖I0702所示。

可見，由于二極管的單向導電作用，使流過負載電阻的電流為脈動電流，電壓也為一單向脈動電壓，其電壓的平均值（輸出直流分量）為

?

流過負載的平均電流為

流過二極管D的平均電流（即正向電流）為

加在二極管兩端的最高反向電壓為

選擇整流二極管時，應以這兩個參數為極限參數。

半波整流電路簡單，元件少，但輸出電壓直流成分小（只有半個波），脈動程度大，整流效率低，僅適用于輸出電流小、允許脈動程度大、要求較低的場合。

半波整流電路圖（四）

二極管整流電路是利用二極管的單向導電性將交流電變成直流電的電路。整流電路常由四部分組成：交流電源、整流變壓器、整流管和負載。下面以電阻負載為對象來介紹二極管單向半波整流電路。

二極管單向半波整流電路如右圖所示，圖中B是整流變壓器，它將電網交流電壓u1變換為符合整流電路所需的電壓u2。

變壓器次級電壓u2的波形圖如下所示。在u2正半周（0～t1時間）內，變壓器B的a端電位為正，b端電位為負，使二極管V承受正向電壓而導通，此時負載上有電流通過。如果忽略二極管V很小的正向降壓（硅管約為0.6～0.8伏、鍺管約0.2～0.3伏），則負載Rz上得到的電壓uz就等于u2（uz=u2）。

在u2負半周（t1～t2時間）內，變壓器B的a端電位為負，b端電位為正，二極管V承受反向電壓而截止（忽略極微小的反向漏電流），變壓器次級回路中電流為零。

由于二極管的單向導電性，在一個周期中，僅在半個周期內有電壓加在負載上，有電流通過負載，而下半周期中，負載上無電壓又無電流，因此稱這種電路為半波整流電路。

根據理論分析：負載電壓Uz的平均值為：Uz=0.45U2

半波整流電路是最簡單的二極管整流電路，由于整流效率低，電流波動大，可用于要求不高的場所。

半波整流電路圖（五）

圖14-1-1 單相半波整流電路

利用二極管的單向導電性，在變壓器副邊電壓U2為正的半個周期內，二極管正向偏置，處于導通狀態，負載RL上得到半個周期的直流脈動電壓和電流；而在U2為負的半個周期內，二極管反向偏置，處于關斷狀態，電流基本上等于零。由于二極管的單向導電作用，將變壓器副邊的交流電壓變換成為負載 兩端的單向脈動電壓，達到整流目的，其波形如圖14-1-1（b）。因為這種電路只在交流電壓的半個周期內才有電流流過負載，所以稱為單相半波整流電路。