11.8 : Prostownik półfalowy

Prostownik półfalowy to podstawowy obwód w elektronice, zaprojektowany do przekształcania napięcia prądu przemiennego (AC) na napięcie jednokierunkowe. Wykorzystuje najprostszą formę prostowania diody, w której obwód składa się z pojedynczej diody połączonej szeregowo z rezystorem obciążającym i źródłem zasilania prądem przemiennym.

Działanie prostownika półfalowego opiera się na zasadzie, że diody umożliwiają przepływ prądu tylko w jednym kierunku. Podczas dodatnich półcykli wejścia prądu przemiennego dioda jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, gdy napięcie wejściowe przekracza próg diody. W rezultacie prąd przepływa przez obwód, a na rezystorze obciążenia pojawia się napięcie wyjściowe. To napięcie wyjściowe jest napięciem wejściowym minus spadek napięcia w kierunku przewodzenia diody.

Z drugiej strony, podczas ujemnych półcykli dioda jest spolaryzowana odwrotnie. Napięcie wejściowe nie wystarcza do pokonania wewnętrznej bariery potencjału diody, przez co dioda staje się nieprzewodząca. W związku z tym nie ma przepływu prądu, a napięcie wyjściowe spada do zera. W wyniku tego prostowania powstaje pulsujący prąd stały (DC), który płynie tylko podczas dodatnich półcykli wejściowego sygnału prądu przemiennego.

Istotnym parametrem diod w obwodach prostowniczych jest szczytowe napięcie wsteczne (PIV). Jest to maksymalne napięcie, jakie dioda może wytrzymać w warunkach polaryzacji zaporowej bez uszkodzenia. W prostowniku półfalowym PIV jest zasadniczo wartością szczytową wejściowego napięcia przemiennego, ale z przeciwną polaryzacją. Ważne jest, aby wybrana dioda wytrzymała oczekiwaną wartość PIV, aby zapobiec uszkodzeniom i zapewnić trwałość obwodu.