電路講解：二極管限幅電路、鉗位電路分析

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)?lái)二極管限幅電路、鉗位電路的有關(guān)報(bào)道，通過(guò)閱讀這篇文章，大家可以對(duì)它具備清晰的認(rèn)識(shí)，主要內(nèi)容如下。

一、二極管工作原理

二極管的主要原理就是利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕赑N結(jié)上加上引線和封裝就成了一個(gè)二極管。

晶體二極管為一個(gè)由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體形成的PN結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場(chǎng)。當(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于PN結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。

當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無(wú)關(guān)的反向飽和電流。

當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí)，PN結(jié)空間電荷層中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過(guò)程，產(chǎn)生大量電子空穴對(duì)，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱(chēng)為二極管的擊穿現(xiàn)象。PN結(jié)的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。

二、二極管限幅電路

如上圖所示，當(dāng)輸入電壓VIN處于正半周期，而且大于或等于0.7V的時(shí)候，二極管D1是會(huì)正向?qū)ǖ?，這個(gè)時(shí)候輸出電壓VOUT便會(huì)被限制或者“鉗位”在0.7V左右。

還有當(dāng)輸入電壓VIN處于負(fù)半周期時(shí)，二極管D1是處于截止?fàn)顟B(tài)的，相當(dāng)于電流是反向流動(dòng)的。在這種情況時(shí)，輸出電壓VOUT和輸入電壓VIN相同，這便著輸出電壓VOUT的波形是會(huì)跟隨輸入電壓VIN的變化而變化的。

有了上圖的經(jīng)驗(yàn)，我們還可以根據(jù)上面的限輻電路的原理，設(shè)計(jì)出如下的雙向限輻電路。

如上圖，當(dāng)輸入電壓處于正半周期且大于等于0.7V時(shí)，輸出電壓始終會(huì)被鉗位在0.7V左右，

當(dāng)輸入電壓處于負(fù)半周期且大于等于0.7V時(shí)，輸出電壓始終會(huì)被鉗位在-0.7V左右。

但是有時(shí)候0.7V的電壓還是不能滿(mǎn)足限幅電路的需求，怎么辦呢？可以通過(guò)以下方法來(lái)設(shè)計(jì)出不同大小的限幅電壓：

便是在電路當(dāng)中加上偏置電壓VBIAS之后，因此只有當(dāng)輸入電壓VIN大于或者等于VBIAS的時(shí)候，二極管才能夠?qū)ā＿@個(gè)時(shí)候，輸出的電壓VOUT便會(huì)被鉗位在0.7V加上VBIAS的值上面。

三、二極管的經(jīng)典鉗位電路

上圖這個(gè)電路就是我們平時(shí)最常用的二極管鉗位電路，用來(lái)將輸入口的電壓鉗位在VCC+0.7與GND-0.7之間。具體的工作原理如下分析：

1.當(dāng)輸入口的電壓小于等于GND-0.7時(shí)，二極管D1不導(dǎo)通，二極管D2導(dǎo)通，此時(shí)輸出口的電壓就會(huì)被鉗位在GND-0.7，無(wú)論輸入再小，輸出也不會(huì)變。

2.當(dāng)輸入口電壓大于GND-0.7還有小于VCC+0.7這個(gè)區(qū)間時(shí)，二極管D1不導(dǎo)通，二極管D2也不導(dǎo)通，此時(shí)輸出口的電壓就是輸入口的電壓。

3.當(dāng)輸出入口的電壓大于等于VCC+0.7時(shí)，二極管D1導(dǎo)通，二極管D2不導(dǎo)通，此時(shí)無(wú)論輸入口的電壓怎樣變化，輸出口的電壓始終是VCC+0.7以保護(hù)后級(jí)電路。

通過(guò)上述3步分析，我們可以得出無(wú)論輸入電壓是多少，它的輸出口電壓始終GND-0.7到VCC+0.7之間，因此就很好的保護(hù)了后級(jí)電路，以免損壞更多電子元器件。

最后，小編誠(chéng)心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀，對(duì)小編來(lái)說(shuō)都是莫大的鼓勵(lì)和鼓舞。最后的最后，祝大家有個(gè)精彩的一天。