二極管最重要的特性是單向?qū)щ娦?,利用這一特性可以設(shè)計(jì)很多好玩實(shí)用的電路,本文主要講述限幅電路和鉗位電路。 ?
正半周時(shí)且Vin的電壓大于等于0.7V時(shí),二極管導(dǎo)通,Vout會(huì)被鉗位在0.7V;在負(fù)半周和Vin電壓小于0.7V時(shí),二極管是截止?fàn)顟B(tài),所以Vout=Vin,即Vout波形跟隨Vin波形。 ?
?▉ 簡(jiǎn)單型正鉗位電路 ?電路原理:輸入Vin在負(fù)半周時(shí)(Vin上負(fù)下正),二極管導(dǎo)通,電流如紅色箭頭所示,電容充電至+V(左負(fù)右正),Vout=0V;輸入Vin在正半周時(shí)(Vin上正下負(fù)),二極管截止,電流如藍(lán)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(lèi)似,在電路中加入偏置電壓來(lái)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(dǎo)通方向一致時(shí),波形向上,即鉗位值會(huì)提高V1。 ?Figure b為反向偏壓型,所加的偏壓與二極管導(dǎo)通方向相反時(shí),波形向下,即鉗位值會(huì)降低V1。 ?
?偏壓型負(fù)鉗位電路 ?
偏壓型負(fù)鉗位同偏壓型正鉗位類(lèi)似,在電路中加入偏置電壓來(lái)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(dǎo)通方向相反時(shí),波形向上,即鉗位值會(huì)提高V1。 ?Figure D為正向偏壓型,所加的偏壓與二極管導(dǎo)通方向相同時(shí),波形向下,即鉗位值會(huì)降低V1。 ?
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常見(jiàn)的雙向二極管鉗位電路 ?
在一些ADC檢測(cè)電路中會(huì)用兩個(gè)二極管進(jìn)行鉗位保護(hù),原理很簡(jiǎn)單,0.7V為D1和D2的導(dǎo)通壓降,Vin進(jìn)來(lái)的電壓大于等于Vmax時(shí),D1導(dǎo)通,Vout會(huì)被鉗位在Vmax;Vin小于等于Vmin時(shí),Vout被鉗位在Vmin,一般D2的正極接地。 ?
審核編輯:劉清?
?正限幅電路正半周時(shí)且Vin的電壓大于等于0.7V時(shí),二極管導(dǎo)通,Vout會(huì)被鉗位在0.7V;在負(fù)半周和Vin電壓小于0.7V時(shí),二極管是截止?fàn)顟B(tài),所以Vout=Vin,即Vout波形跟隨Vin波形。 ?
?▉ 負(fù)限幅電路 ?在正半周時(shí),二極管截止,Vout=Vin,即波形跟隨;在負(fù)半周Vin電壓小于等于-0.7V時(shí),二極管會(huì)導(dǎo)通,Vout電壓會(huì)被鉗位在-0.7V。 ?
?▉ 雙向限幅電路 ?雙向限幅是結(jié)合了上面兩個(gè)電路,用了兩個(gè)二極管。正半周,通過(guò)D1將超出的部分鉗位在0.7V,負(fù)半周通過(guò)D2將超出的部分鉗位在-0.7V。 ?
?▉ 正偏壓限幅 ?為了產(chǎn)生不同的限幅電壓,有時(shí)候會(huì)在電路中加入偏置電壓Vbias,當(dāng)Vin的電壓大于等于Vbias+0.7V時(shí),二極管導(dǎo)通,Vout被鉗位。 ?
?▉ 負(fù)偏壓限幅 ?負(fù)偏壓是一樣的道理,Vin電壓小于等于-0.7-Vbias時(shí),二極管導(dǎo)通,Vout被鉗位。 ?
?▉ 雙向偏壓限幅 ?雙向偏壓限幅是兩個(gè)二極管加兩個(gè)偏置電壓,正半周大于等于4.7V時(shí),D1導(dǎo)通,超出部分被鉗位在4.7V;負(fù)半周小于等于-6.7V時(shí),D2導(dǎo)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(lái)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(dǎo)通壓降(即二極管正向?qū)ㄏ喈?dāng)于一根導(dǎo)線,反向截止斷路),RC時(shí)間常數(shù)足夠大,保證輸出波形不失真。
?▉ 簡(jiǎn)單型正鉗位電路 ?電路原理:輸入Vin在負(fù)半周時(shí)(Vin上負(fù)下正),二極管導(dǎo)通,電流如紅色箭頭所示,電容充電至+V(左負(fù)右正),Vout=0V;輸入Vin在正半周時(shí)(Vin上正下負(fù)),二極管截止,電流如藍(lán)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(lèi)似,在電路中加入偏置電壓來(lái)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(dǎo)通方向一致時(shí),波形向上,即鉗位值會(huì)提高V1。 ?Figure b為反向偏壓型,所加的偏壓與二極管導(dǎo)通方向相反時(shí),波形向下,即鉗位值會(huì)降低V1。 ?
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▉ 簡(jiǎn)單型負(fù)鉗位電路 ?電路原理:輸入Vin在正半周時(shí)(Vin上正下負(fù)),二極管導(dǎo)通,電流如紅色箭頭所示,電容兩端壓差充電至+V(左正右負(fù)),Vout=0V;輸入Vin在負(fù)半周時(shí)(Vin上負(fù)下正),二極管截止,電流如藍(lán)色箭頭所示,Vout電壓等于負(fù)的(電容電壓+負(fù)半周電壓),即Vout=-2V; ? ??偏壓型負(fù)鉗位電路 ?
偏壓型負(fù)鉗位同偏壓型正鉗位類(lèi)似,在電路中加入偏置電壓來(lái)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(dǎo)通方向相反時(shí),波形向上,即鉗位值會(huì)提高V1。 ?Figure D為正向偏壓型,所加的偏壓與二極管導(dǎo)通方向相同時(shí),波形向下,即鉗位值會(huì)降低V1。 ?
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常見(jiàn)的雙向二極管鉗位電路 ?
在一些ADC檢測(cè)電路中會(huì)用兩個(gè)二極管進(jìn)行鉗位保護(hù),原理很簡(jiǎn)單,0.7V為D1和D2的導(dǎo)通壓降,Vin進(jìn)來(lái)的電壓大于等于Vmax時(shí),D1導(dǎo)通,Vout會(huì)被鉗位在Vmax;Vin小于等于Vmin時(shí),Vout被鉗位在Vmin,一般D2的正極接地。 ?
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