一：二極管伏安特性

二極管的伏安特性是指其兩端電壓與通過(guò)電流之間的關(guān)系，這一特性是二極管實(shí)現(xiàn)各種功能的基礎(chǔ)，通過(guò)伏安特性曲線(xiàn)可以直觀(guān)地了解二極管的導(dǎo)電規(guī)律。

1. 正向特性

當(dāng)二極管兩端加上正向電壓（即陽(yáng)極接正，陰極接負(fù)）時(shí)，其導(dǎo)電性能呈現(xiàn)出明顯的階段性。在正向電壓較小時(shí)，由于外加電壓還不足以克服 PN 結(jié)內(nèi)部的內(nèi)電場(chǎng)，此時(shí)通過(guò)二極管的正向電流非常小，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這一區(qū)域被稱(chēng)為 “死區(qū)”。不同類(lèi)型的二極管，死區(qū)電壓有所不同，一般硅二極管的死區(qū)電壓約為 0.5V，鍺二極管約為 0.1V。當(dāng)正向電壓超過(guò)死區(qū)電壓后，內(nèi)電場(chǎng)被顯著削弱，正向電流隨電壓的升高而急劇增大，此時(shí)二極管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。在導(dǎo)通狀態(tài)下，二極管兩端的電壓基本保持不變，硅二極管導(dǎo)通電壓約為 0.7V，鍺二極管約為 0.3V，這一電壓被稱(chēng)為正向?qū)妷骸?/span>

2. 反向特性

當(dāng)二極管兩端加上反向電壓（即陽(yáng)極接負(fù)，陰極接正）時(shí)，反向電流的大小表現(xiàn)出特定的規(guī)律。在反向電壓較小時(shí)，反向電流很小，并且隨著反向電壓的升高，反向電流基本保持不變，這一電流被稱(chēng)為反向飽和電流。這是因?yàn)榇藭r(shí)只有少數(shù)載流子在反向電壓作用下參與導(dǎo)電，其數(shù)量有限。然而，當(dāng)反向電壓升高到某一特定值時(shí)，反向電流會(huì)突然急劇增大，這種現(xiàn)象稱(chēng)為反向擊穿，此時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓稱(chēng)為反向擊穿電壓。反向擊穿后，若反向電流過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致二極管因過(guò)熱而損壞，因此在實(shí)際應(yīng)用中需避免二極管發(fā)生反向擊穿。

二：整流電路

整流電路的作用是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢詫?shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換，常見(jiàn)的整流電路有單向半波整流和全波整流兩種。

1. 單向半波整流

單向半波整流電路由變壓器、二極管和負(fù)載組成。在交流電壓的正半周，二極管因承受正向電壓而導(dǎo)通，電流通過(guò)二極管流向負(fù)載，在負(fù)載兩端產(chǎn)生一個(gè)與正半周交流電壓相對(duì)應(yīng)的直流電壓；而在交流電壓的負(fù)半周，二極管承受反向電壓而截止，此時(shí)沒(méi)有電流通過(guò)負(fù)載，負(fù)載兩端電壓為零。因此，單向半波整流電路輸出的是單向脈動(dòng)的直流電，其輸出電壓的平均值較低，僅為輸入交流電壓有效值的 0.45 倍，且脈動(dòng)程度較大，效率也相對(duì)較低，但電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，適用于對(duì)直流電源要求不高的場(chǎng)合，如小型充電器等。

2. 全波整流

全波整流電路能利用交流電壓的正負(fù)半周，從而提高整流效率。常見(jiàn)的全波整流電路有中心抽頭式全波整流電路和橋式全波整流電路。中心抽頭式全波整流電路需要一個(gè)帶有中心抽頭的變壓器，兩個(gè)二極管交替工作，在交流電壓的正半周，一個(gè)二極管導(dǎo)通，另一個(gè)截止，電流通過(guò)導(dǎo)通的二極管流向負(fù)載；負(fù)半周時(shí)，兩個(gè)二極管的工作狀態(tài)互換，使負(fù)載在正負(fù)半周都有電流通過(guò)，輸出的直流電壓平均值為輸入交流電壓有效值的 0.9 倍。橋式全波整流電路則由四個(gè)二極管組成橋式結(jié)構(gòu)，無(wú)需中心抽頭的變壓器，在交流電壓的正負(fù)半周，兩組二極管分別導(dǎo)通，同樣能使負(fù)載獲得連續(xù)的單向電流，其性能與中心抽頭式全波整流電路相近，但具有更廣泛的適用性。

三：濾波電路

整流電路輸出的直流電是脈動(dòng)的，含有較多的交流成分，濾波電路的作用就是濾除這些交流成分，使輸出電壓更加平滑穩(wěn)定，常見(jiàn)的濾波電路有電容濾波和電感濾波。

1. 電容濾波

電容濾波電路是在整流電路的輸出端并聯(lián)一個(gè)電容器。當(dāng)整流電路輸出電壓處于上升階段時(shí)，電容器被充電，儲(chǔ)存電能；當(dāng)整流輸出電壓下降時(shí)，電容器放電，向負(fù)載提供電流，從而使負(fù)載兩端的電壓保持相對(duì)穩(wěn)定，減少脈動(dòng)程度。電容濾波電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，濾波效果較好，適用于負(fù)載電流較小且變化不大的場(chǎng)合，如電子儀器、小型家電等。電容器的容量越大，濾波效果越好，但過(guò)大的電容會(huì)使整流二極管在接通電源瞬間承受較大的沖擊電流，因此需要合理選擇電容容量。

2. 電感濾波

電感濾波電路是在整流電路和負(fù)載之間串聯(lián)一個(gè)電感線(xiàn)圈。由于電感具有阻礙電流變化的特性，當(dāng)整流輸出電流發(fā)生變化時(shí)，電感會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的變化，從而使負(fù)載電流和電壓的脈動(dòng)程度減小。電感濾波適用于負(fù)載電流較大的場(chǎng)合，如大功率整流設(shè)備。與電容濾波相比，電感濾波的輸出電壓平均值較低，但帶負(fù)載能力強(qiáng)，對(duì)電流變化的抑制效果較好。在實(shí)際應(yīng)用中，還可以將電容和電感組合起來(lái)構(gòu)成復(fù)式濾波電路，以獲得更好的濾波效果。

綜上所述，二極管的伏安特性是其工作的核心依據(jù)，整流電路借助二極管的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)，交流電到直流電的轉(zhuǎn)換，濾波電路進(jìn)一步優(yōu)化了直流輸出的質(zhì)量。這三者相互配合，在眾多電子設(shè)備的電源系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，從簡(jiǎn)單的小型電器到復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備，都離不開(kāi)二極管及其相關(guān)電路的應(yīng)用，深入理解這些基本概念，對(duì)于掌握電子技術(shù)有著重要的意義。