快速理解二極管中的鉗位電路及穩(wěn)壓電路

二極管作為電子元件中具有兩個(gè)電極的元件，它的電流流向只有單向。二極管鉗位電路的鉗位之意，就是鉗制輸入電壓峰值在預(yù)定電平輸出電壓，此過程不會(huì)改變信號(hào)。而二極管穩(wěn)壓電路因使用穩(wěn)壓二極管，俗稱穩(wěn)壓管或齊納管。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓二極管利用pn結(jié)反向擊穿狀態(tài)，能夠在電壓保持不變的情況下，允許電流在一定的大范圍內(nèi)變化。

對(duì)于鉗位電路二極管跟穩(wěn)壓電路二極管很多人看了資料卻依舊無法理解。其實(shí)，要理解穩(wěn)壓及鉗位電路二極管，需要先弄懂二極管伏安特性曲線。

先看第一象限的正向特性：

我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)正向電壓從零開始上升，在0.4V之前，二極管的正向電流很小。但從0.7V開始，電流迅速增加。

再看第二象限的反向特性：

我們發(fā)現(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)，反向電壓一直到達(dá)-40V時(shí)，反向電流也即反向漏電流近乎為零。

這說明，二極管的正向電壓大于0.7V后，其等效電阻很小，這叫做二極管的正向特性；二極管的反向特性是反向電阻很大。

我們來看下圖：

我們先來看圖1：

圖1中，二極管處于正向接法，它的管壓降是0.7V。因此，電阻R上的電壓為：

UR=6-0.7=5.3V

那么流過電阻R的電流呢？

IR=5.3/5.1=1.04mA

現(xiàn)在我們?cè)賮砜磮D2：

我們看到，兩只二極管的正極都接到12V，因此兩只二極管都屬于正向接法。于是，D1二極管的正極應(yīng)當(dāng)是6+0.7V=6.7V，D2二極管的正極應(yīng)當(dāng)是2+0.7=2.7V。那么電路的輸出端電壓Usr到底是多少呢？

假設(shè)Usc=6.7V，于是二極管D2將處于正向接法。又因?yàn)槎O管D2的壓降是0.7V，因此二極管D2的正極將會(huì)被強(qiáng)制性地拉到2.7V。如此一來，二極管D1將處于反偏狀態(tài)，即D1的負(fù)極電壓比正極電壓高。

注意：D2導(dǎo)通后，D1的正極變成2.7V，同時(shí)D1的負(fù)極是6V，因此D1被反向偏置而截止。

也就是說，輸出電壓Usc被強(qiáng)制性地鉗位在2.7V。哪個(gè)電壓低，電路的輸出電壓就是低電壓再加上0.7V。

我們來看一個(gè)實(shí)例：

此圖是一套用于控制晶閘管觸發(fā)的電路。按圖示我們能看到用正與門構(gòu)成的鉗位電路。三個(gè)輸入端分別是測(cè)控端電壓、PID控制和觸發(fā)脈沖電路。

測(cè)控端電壓電路正常輸出是脈動(dòng)直流，高電平的占空比較大；PID控制輸出也是高的電平，而觸發(fā)脈沖則輸出正負(fù)交替的高電平脈沖?？梢?，在正常情況下，與門的輸出由觸發(fā)脈沖來決定，畢竟零電平也是脈沖的一部分。

可見，鉗位電路的應(yīng)用還是很廣泛的。