二極管最重要的特性是單向導電性,利用這一特性可以設計很多實用的電路,本文主要講述限幅電路和鉗位電路。
正限幅電路
正半周時且 Vin 的電壓大于等于 0.7V 時,二極管導通,Vout 會被鉗位在 0.7V;在負半周和 Vin 電壓小于 0.7V 時,二極管是截止狀態,所以 Vout=Vin,即 Vout 波形跟隨 Vin 波形。
負限幅電路
在正半周時,二極管截止,Vout=Vin,即波形跟隨;在負半周 Vin 電壓小于等于 -0.7V 時,二極管會導通,Vout 電壓會被鉗位在 -0.7V。
雙向限幅電路
雙向限幅是結合了上面兩個電路,用了兩個二極管。正半周,通過 D1 將超出的部分鉗位在 0.7V,負半周通過 D2 將超出的部分鉗位在 -0.7V。
正偏壓限幅
為了產生不同的限幅電壓,有時候會在電路中加入偏置電壓 Vbias,當 Vin 的電壓大于等于 Vbias+0.7V 時,二極管導通,Vout 被鉗位。
負偏壓限幅
負偏壓是一樣的道理,Vin 電壓小于等于 -0.7-Vbias 時,二極管導通,Vout 被鉗位。
雙向偏壓限幅
雙向偏壓限幅是兩個二極管加兩個偏置電壓,正半周大于等于 4.7V 時,D1 導通,超出部分被鉗位在 4.7V;負半周小于等于 -6.7V 時,D2 導通,超出部分被鉗位在 -6.7V。
上面幾種都是不含有電容的電路,主要是用來限幅。
下面幾種是含有電容的二極管鉗位電路,以下分析不考慮二極管的導通壓降(即二極管正向導通相當于一根導線,反向截止斷路),RC 時間常數足夠大,保證輸出波形不失真。
簡單型正鉗位電路
電路原理:
輸入 Vin 在負半周時(Vin 上負下正),二極管導通,電流如紅色箭頭所示,電容充電至+V(左負右正),Vout=0V;
輸入 Vin 在正半周時(Vin 上正下負),二極管截止,電流如藍色箭頭所示,Vout 電壓等于電容電壓加上正半周電壓,所以 Vout=2V;
偏壓型正鉗位電路
偏壓型鉗位電路和限幅電路很類似,在電路中加入偏置電壓來提高或者降低鉗位值。
Figure a 為正向偏壓型,所加的偏壓與二極管導通方向一致時,波形向上,即鉗位值會提高 V1。
Figure b 為反向偏壓型,所加的偏壓與二極管導通方向相反時,波形向下,即鉗位值會降低 V1。
簡單型負鉗位電路
電路原理:
輸入 Vin 在正半周時(Vin 上正下負),二極管導通,電流如紅色箭頭所示,電容兩端壓差充電至+V(左正右負),Vout=0V;
輸入 Vin 在負半周時(Vin 上負下正),二極管截止,電流如藍色箭頭所示,Vout 電壓等于負的(電容電壓+負半周電壓),即 Vout=-2V;
偏壓型負鉗位電路
偏壓型負鉗位同偏壓型正鉗位類似,在電路中加入偏置電壓來提高或者降低鉗位值。
Figure C 為反向偏壓型,所加的偏壓與二極管導通方向相反時,波形向上,即鉗位值會提高 V1。
Figure D 為正向偏壓型,所加的偏壓與二極管導通方向相同時,波形向下,即鉗位值會降低 V1。
常見的雙向二極管鉗位電路
在一些 ADC 檢測電路中會用兩個二極管進行鉗位保護,原理很簡單,0.7V 為 D1 和 D2 的導通壓降,Vin 進來的電壓大于等于 Vmax 時,D1 導通,Vout 會被鉗位在 Vmax;Vin 小于等于 Vmin 時,Vout 被鉗位在 Vmin,一般 D2 的正極接地。
烜芯微專業制造二極管,三極管,MOS管,橋堆等20年,工廠直銷省20%,4000家電路電器生產企業選用,專業的工程師幫您穩定好每一批產品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點擊右邊的工程師,或者點擊銷售經理給您精準的報價以及產品介紹
烜芯微專業制造二極管,三極管,MOS管,橋堆等20年,工廠直銷省20%,4000家電路電器生產企業選用,專業的工程師幫您穩定好每一批產品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點擊右邊的工程師,或者點擊銷售經理給您精準的報價以及產品介紹