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在本文中，我们将讨论理想二极管的一些特性，以及分析包含多个理想二极管的电路以及电阻和直流电源。

理想的二极管电流和电压特性

理想二极管可能是最基本的非线性电路元件之一。二极管本身有两个端子。元素的符号如图1.1（A）所示。 

图1.1（A）

电流 - 电压（iv）特性如图1.1（B）所示。

图1.1（B）

理想二极管有两个重要特性：正向偏置和反向偏置。“反向偏置”意味着如果施加到二极管的负电压（仅相对于指示的电压流的方向），则没有电流流动并且二极管充当开路，如图所示1.1（C）。反向偏置或反向操作的理想二极管被称为“切断”或仅“关闭”。 

图1.1（C）

然而，如果存在施加到理想二极管的正电流（其也相对于指示的电压流的方向），则二极管上的电压降为零。简而言之，二极管在正向工作时起短路作用，如图1.1（D）所示。当以这种方式操作时，二极管通过任何具有零电压降的电流。已知这种向前偏置的操作是“开启”或仅“开启”。 

图1.1（D）

理想二极管也指具有固定恒定电压降的二极管。该模型非常简单，是工程领域中使用最广泛的模型。它基于这样的事实，即被称为“正向导通”的二极管具有在0.6至0.8V之间波动少量的电压降。该恒定电压降模型假设电压值恒定为0.7V。

通过理想二极管特性的这些描述，我们可以注意到，任何外部电路都必须限制流过二极管的正向电流以及截止二极管两端的反向电压来设置值。在图1.2中，有两个代表这些概念的二极管。看一下图1.2（A）中的二极管，我们可以看到二极管是导通的。如果二极管导通，则电压降为零，流过它的电流将由+20 V电源设置，以及2kΩ欧姆$为10 mA。

图1.2（A）

如图1.2（B）所示的是截止二极管，其中有零电流：因此，当穿过二极管时，整个20 V似乎是反向偏置。

图1.2（B）

二极管上有两个端子：正极和负极。正端子称为阳极，负端子称为阴极。当使用真空管二极管时，这些术语来自后面。图1.2（A）和图1.2（B）中二极管符号的方向来自理想二极管的iv特性，即，如果传导存在于一个方向而不存在于另一个方向。 

根据理想二极管的这一特性，我们发现它是高度非线性的。然而，二极管的行为是这样的，因为直线段彼此成90°。已知包括直线段的这种非线性电压 - 电流曲线是“分段线性”。考虑具有分段线性特性的器件：如果在应用中实现，使得跨越端子的电压信号沿着线性段的一个方向摆动，则该器件被认为是线性电路元件。但是，如果电压信号没有摆动超过一个或多个断点，我们就不能再线性地分析该电路ICfans。 

整流电路：二极管的应用

二极管最常用的应用之一，整流器，利用其非线性  i - v  曲线，如图1.3（A）所示。

图1.3（A）

该设备将AC（有时会反转其方向）转换为DC（仅在一个方向上流动）。此过程称为整流，因此称为设备的名称。整流器可采用半导体二极管，真空管二极管甚至汞弧阀的形式。

电路本身由二极管和电阻（分别为D  和  R）的串联连接组成。首先，我们需要让输入电压  v l为图1.3（B）中的正弦波形，并假设二极管具有理想的特性。

图1.3（B）

在输入正弦波周期的这部分期间（0到  v p），v 1的正部分   将使电流正向流过二极管。因此，二极管的电压  v D  非常小（理想地为零）。当二极管的电压值为零时，电路简化如图1.3（C）所示，因此输出电压  v 0  将等于输入电压的电压。

图1.3（C）

但是，对于输入正弦波形的部分，当它低于零时，二极管将没有导电性。同样，电路将简化，如图1.3（D）所示。

图1.3（D）

对于这种情况，由于二极管缺乏导电性，输出电压  v 0将具有零值。考虑到这个电路，输出电压将产生一个波形，如图1.3（E）所示。

图1.3（E）

此外，该图还有一点需要注意：当  v l  切换极性时，  v 0  在单一方向（或单向）上操作，因此具有有限的平均电压值。该有限平均电压也称为DC分量，其是添加到纯AC波形的恒定电压。因此，二极管电路   对电压信号进行整流，因此称为整流器。该电路主要用于从AC输入信号产生DC波形。 

结论

在本文中，我们讨论并分析了理想的二极管电路元件。我希望你已经了解了它的电流和电压特性以及整流电路，它是二极管的应用。您应该能够确定两个重要特性，正向偏置二极管和反向偏置二极管，并了解两者之间的差异。