二極體與整流
半波整流器
市電與多數訊號都是交流——它們先正後負,來回擺動。但晶片要的是直流,一種穩定的單向供電。整流器就是這個轉換器,而半波整流器是最簡單的一種:一顆二極體與負載串聯。它就像潮汐上的單向閘門——放進來的水流通過,卻擋住退出的水流。
看它如何作用於正弦波。每個週期的正半邊,二極體順向偏壓,把電流送到負載(扣掉約 0.7 V 的壓降)。負半邊時,二極體逆向偏壓而阻擋,於是輸出就是零。結果是一列凹凸不平的正向隆起,原本負半邊的位置成了空檔——脈動的直流,不平滑,但至少永遠是同一極性。
它便宜(一顆二極體)卻浪費:波形被丟掉一半,輸出每個週期都垂降到零,漣波很大。用在涓流充電器、簡單的訊號檢波器,或任何只需粗略平均值的地方都還可以。但要做真正的電源,我們會加上濾波電容,並通常升級為全波整流,以利用兩個半邊。
把一個 10 V 峰值的正弦波餵入一顆二極體與負載。輸出是一連串峰值約 9.3 V 的隆起(10 V 減去 0.7 V 壓降),每個隆起後面都跟著一段平坦為零、持續整個負半週期的空檔。
半波:正向隆起通過,負半邊被阻擋為零。
初學者以為「整流」就等於「直流又平滑」。半波輸出雖是單向,但每個週期仍一路脈動到零——平滑是另一件後續的工作,由電容來完成。
另見