电力电子基本元件-二极管

     在自然界中，根据材料的导电能力，我们可以将他们划分导体、绝缘体和半导体。 常见的导体如铜和铝、常见的绝缘体如橡胶、塑料等。什么是半导体呢？半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，常见的半导体材料有硅（Si）和锗（Ge）。到此，请记住两种半导体材料：硅、锗。因为以后你会听说硅管、锗管。意思很明显，说明这种二极管或三极管是用硅或锗作为基材的。

PN结和二极管

　　在半导体硅或锗中一部分区域掺入微量的三价元素硼使之成为P型，另一部分区域掺入微量的五价元素磷使之成为N型半导体。在P型和N型半导体的交界处就形成一个PN结。一个PN结就是一个二极管，P区的引线称为阳极，N区的引线称为阴极。

二极管的单向导电性能

1. 正向导通：当PN结加上正向电压，即P区接蓄电池正级，N区接蓄电池负极时，PN结处于导通状态，如图所示，试灯有电流通过，点亮。
2. 反向截止：当PN结加上反正电压，即P区接蓄电池负极，N区接蓄电池正极时，PN结处于截止状态，如图所示，试灯没有电流通过，不能点亮。

注意二极管正向导通时存在着电压降，什么意思呢？如果蓄电池电压是12V，则试灯上的电压一定小于12V，大约是11.6V吧，哪0.4V在那里呢？在二极管上，这0.4V就是二极管的电压降。二极管的电压降取决于二极管采用的是锗管还是硅管：锗管的电压降是0.2V左右；而硅管的电压降是0.5V左右。如果蓄电池电压低于二极管正常导通的电压降，则二极管将不能导通。这个原理的重要性在二极管你可能体会不到，但是到了三极管就显的非常重要了。

二极管接反向电压时，存在着一个耐压的问题：如果加在二极管的反向电压过高，二极管受不了，就会击穿，此时二极管不在处于截止状态，而是处于导通状态。如果我们设定一个击穿电压，当达到反向击穿电压时，二极管会击穿导通。如果现在电压又小于了击穿电压，二极管会怎么样？对于普通二极管，此时还会处于导通状态，这意味着二极管已经失去了反向截止的作用了。后面会提到一种稳压二极管，我们设定一个击穿电压，当达到反向击穿电压时，二极管会击穿导通。如果现在电压又小于了击穿电压，二极管恢复到截止状态。

解读二极管的伏安特性曲线

了解了二极管的结构和作用原理后，有一个曲线：二极管的伏安特性曲线；我想大家需要了解一下。伏安特性曲线是加在二极管的的电压（单位是伏）和二极管电流（单位是安）的关系曲线。在这个二极管的伏安特性曲线上，可以分为正向特性和反向特性两部分来看，并能从中反映出二极管的几个重要的工作参数：

　二极管的正向特性：二极管两端加载正向电压；当电压低于0.5V（硅管）时，流通电流为0，此时0.5V的电压称为死区电压；当电压高于死区电压时，二极管导通，此时二极管上存在着约0.5V的电压降。

　　在二极管加正向电压时，可以看出二极管的两个重要的参数：

1. 　　正向电压降：越小越好；
2. 　　正向电流：如果二极管用于整流，必须考虑；

二极管的反向特性：二极管两端加载反向电压；当电压低于20V时（图中所示），二极管虽然截止，但是仍有很小的反向漏电流；当电压大于20V后，反向电压击穿二极管，电流会迅速增大。

在二极管加反向电压时，可以看出二极管的两个重要的参数：

1. 　 反向漏电流：越小越好；
2. 　反向击穿电压：二极管用于整流时，必须考虑

二极管在整流器中的应用

二极管的的主要应用是整流，可以将交流电转换为直流电，对于单相交流电，需要四个二极管组成一个整流电路，这个整流电路被称为桥式整流电路。

但是对于单相交流电，二极管桥式整流电路只是将交流电的负半周翻转，所以此时的直流电是肪动直流电。对于三相交流电，通过内部的二极管整流器将交流转换为直流，最少需要六个二极管。