Zasilanie obwodów elektronicznych do różnych celów wymaga stałego źródła napięcia. W konwencjonalnej sieci domowej prąd jest przemienny, jego częstotliwość w większości przypadków wynosi 50 Hz. Wykres zmian napięcia ma kształt sinusoidy o okresie 0,02 sekundy, przy czym jeden półcykl jest dodatni względem przewodu neutralnego, drugi ujemny. Aby rozwiązać problem konwersji na wartość stałą, stosuje się prostowniki prądu przemiennego. Występują w różnych wzorach, a ich projekty mogą się różnić.
Aby zrozumieć, jak działa najprostszy prostownik półfalowy, musisz najpierw zrozumieć naturę przewodnictwa elektrycznego. Prąd to ukierunkowany ruch naładowanych cząstek, które mogą mieć przeciwną biegunowość, są one konwencjonalnie podzielone na elektrony i dziury, w przeciwnym razie są donorami i akceptorami o przewodnościach odpowiednio typu „n” i „p”. Jeżeli materiał o przewodnictwie n zostanie połączony z innym materiałem typu p, to na ich granicy powstaje tzw. złącze p-n, ograniczające ruch naładowanych cząstek w jednym kierunku. To odkrycie pozwoliło na zastosowanie technologii półprzewodnikowej,zastępując nim większość elektroniki lampowej.
Prostownik półfalowy zasadniczo zawiera diodę, urządzenie z jednym złączem p-n. Napięcie przemienne na wejściu układu zawiera tylko połowę tego napięcia na wyjściu, które odpowiada kierunkowi załączania diody prostowniczej. Druga część okresu, która ma przeciwny kierunek, po prostu nie mija i jest „ucinana”.
Schemat przedstawia prostownik jednofazowy, najczęściej używany w prostych urządzeniach domowych i przeznaczony do celów domowych. W środowiskach przemysłowych często stosuje się sieć trójfazową, więc obwody konwersji AC na DC mogą być bardziej skomplikowane. Ponadto z reguły w obwodzie znajdują się bezpieczniki i filtry. Na wejściu obwodu można włączyć transformator obniżający napięcie lub inne źródło napięcia przemiennego. Diody prostownicze różnią się parametrami, z których głównym jest wielkość prądu, dla którego zaprojektowana jest dioda.
Prostownik półfalowy ma znaczną wadę w porównaniu z prostownikiem pełnookresowym. Napięcie po wyprostowaniu nie jest dosłownie stałe, pulsuje od wartości maksymalnej do zera w postaci półsinusoidalnej wykresu i ma wartość zerową w odstępie między impulsami. To nierównomierne zasilanie jest zwykle kompensowane przez włączenie kondensatora wygładzającego o dość dużej wartości (czasami mierzonej w tysiącachmikrofarady), zaprojektowane dla napięcia nie mniejszego niż to, które występuje na wyjściu obwodu, z reguły z marginesem. Taka miara również nie zapewnia idealnej równości wykresu, jednak wielkość odchyleń od wartości zadanej jest znacznie zmniejszona, co umożliwia zastosowanie prostownika półfalowego do zasilania prostych obwodów niewymagających wysokiej stabilności napięciowej.
W bardziej złożonych przypadkach stosuje się schematy prostowania pełnookresowego z późniejszą stabilizacją.
