Продолжаем осваивать NGSPICE и конкретное применение полупроводниковых диодов в частности.

Выпрямитель электрического тока - преобразователь электрической энергии предназначенный для преобразования входного электрического тока переменного направления в ток постоянного направления. Выпрямители используются в большинстве современных электроприборах - от зарядки для мобильного телефона до телевизоров и ноутбуков. В следующих схемах для симуляции использовалась SPICE модель диода 1n4007.

~$ wget -nc http://www.vishay.com/docs/88000/1n4007.txt

схема однополупериодного выпрямителя | netlist | ngspice.js

У однополупериодных выпрямителей используется только одна полуволна постоянного тока на выходе при каждом полном цикле переменного тока на входе.

ngspice 1 -> source half-wave.net
ngspice 2 -> tran 0.5m 150m
ngspice 3 -> alter r1 1
ngspice 4 -> tran 0.5m 150m
ngspice 5 -> plot tran1.v(n1) tran2.v(n1)

Куда более эффективными являются двухполупериодные выпрямители.

схема диодный мост | netlist | ngspice.js

ngspice 1 -> source bridge.net
ngspice 2 -> tran 0.5m 150m
ngspice 3 -> alter r1 1
ngspice 4 -> tran 0.5m 150m
ngspice 5 -> plot tran1.v(n3) tran2.v(n3)

Диодный мост использует оба полупериода входного сигнала и поэтому имеем меньшую пульсацию напряжения на выходе и это есть очень хорошо:

Ещё одной интересной схемой выпрямителя является умножитель напряжения:

схема умножитель напряжения | netlist | ngspice.js

ngspice 1 -> source mul.net
ngspice 2 -> tran 1m 500m
ngspice 3 -> plot n2 n4

Входное напряжение после каждой пары диодов умножается на ~2x (часть напряжения теряется на диодах). Величина выходного напряжения, достигнутая с помощью данной схемы, может быть весьма велика - например у люстры Чижевского это десятки тысяч вольт.

Далее биполярный транзистор.