二极管电流方向的变化
简而言之,一个二极管是单向的阀门它允许电流向一个方向流动,但一般不允许它向相反的方向流动。在二极管的电流的方向可以颠倒。然而,即使是,流量仍将是一个方向。
二极管有两电极这种行为在大致相同的方式作为半导体。阳性或p型通常是阳极与阴性或N型是阴极。阴极与阳极带负电荷。如果阴极按相同或非常相似的阳极电压,电流不会流。
二极管具有单向导电特性,常用在整流、检波电路。内部结构是一个PN结,电流由P流向N。从外观来看画有圆圈线条的一短是正,是电流输出的一端,另一端是电流输入端。 在电子技术中,二极管的作用类似于载流子。二极管也可以与止回阀或开关。如果液体或水的参与而不是电流,它基本上类似于流水的上游或下游。简而言之,二极管会使上游到下游的流量而不是周围的其他方法。
改变流动方向,阴极必须收取比阳极电压高。这就是所谓的雪崩电压,但是除了名字,它并不总是需要大量的电压改变方向。它实际上可能只有几伏的区别。
假设二极管是串联在电路里,如果是二极管在电路中是反向连接,因为二极管的反向电阻接近无穷大,所以电路相当于开路,电流为零;
如果二极管是正向连接在电路里,因为每个二极管的压降是0.7伏,所以电路中的电流降低,可以用电源电压减去0.7伏,再除以电路中原来的电阻,就是现在的电阻;
假设二极管是并联在电路中,如果二极管和电源是正向连接,则电源被短路,总电流接近无穷大,于二极管并联的电路电流为零;
如果二极管和电源是反向连接,则对电路无任何影响,通过二极管的电流接近为零。
由于
二极管 具有单向导电性,当二极管的正极接直流电源的正极时导通,二极管有电压降约1V。电流输出与二极管有关,不能超过二极管最大电流否则二极管会损坏。为什么二极管电流只有一个方向流动
二极管为什么电流只是一个方向流动的呢?原理是简单的,
如下图A、B、C所示,A图是未加电场(电压)在二极管上的情况,P型载流电子和N型载流电子随机地存在于晶体中。若在b图的N型端施加正电压,在P型端施加负电压,内部的载流子,即电子被拉到正电压方,空穴被拉到负电压方,从而使结合面的载流子八浓度显著地减少,电阻便增加了,电阻增加,电流当然也就难以流动,如电阻很大,则几乎无电流流动。C图与此相反,在N端施加负电压,在P端施加正电压,因此内部的载流电子通过结合面,变得易于流动。换句话说电阻变得很小,这称为正向连接,也是电流流动的方向。
PN结二极管正向导通,是从P型指向N型的方向,哪个端是P型或N型呢?国际统一规定是,图纸符号三角形一端是P型半导体,横线一端是N型半导体。
二极管的最基本特性是只有一个方向流动电流,最典型的电路就是整流电路,下图表明这种整流电路的基本情况,交流是正负变化的,只有当电压变为正向半波时,电流才能流到负荷上,这样的整流称为半波整流电路,
若使用4个二极管,则如下图所示的输入交流电压的正波形和负波形时,电流都以同一方向流到负荷上。这样的电路称为全波整流电路,
用2个二极管也能构成全波整流电路,为此必须要有如下图所示的带中间抽头的变压器,这为什么会变成全波整流呢。
流到负荷电阻上的电流不是完全的直流,它是脉动直流,为了形成像干电池那样的完全直流,还要附加作成称为“平滑电路”的滤波电路,即是电解电容器。
电容器是一种充放电的元件,下图是单向半波整流电路,
若没有电容器C时,则电源正半周的电流结束后,负半周便没有电流流到负荷R上,但有C时,因为正半周充入其中的电量在负半周放出,故负半周期间仍有放电电流在R上流动,C越大放电越慢,因此负载的电流曲线越趋于直线。换言之,可形成更完全的直流。当然,如果没有R,C就不会放电,因C在充电后便会原封不动地保持电源正半周的峰值,故可得到极完全的直流电。
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