哪位大神具体讲一下二极管嵌位的原理?

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二极管的钳位作用也就是指,将加在二极管两端的幅度较大的信号电压限制在二极管的正向压降附近,以保护其它电路或元件不被损坏。二极管构成的钳位电路在波形整形及各种保护电路中用的很广。下面我们就来介绍一下二极管的钳位原理。

LM358运放构成的波形整形电路。

上图是一个采用LM358运放构成的波形整形电路,其可以将输入端输入的任意波形的低频交流信号变为矩形波输出,该电路在电子测量仪表中较常用。LM358运放输入端并联的两个二极管VD1和VD2为保护二极管,其作用就是将输入信号Vin的幅度钳位在两个二极管的正向压降附近,以免Vin的幅度过大,将LM358内部输入级电路损坏。电阻R1为限流电阻。

假设Vin的幅度为30V的正弦波交流电,在Vin的正半周时,二极管VD1导通,此时VD1两端的正向压降在0.7V左右(VD1和VD2皆为硅二极管);当Vin为负半周时,VD2导通,此时VD2两端的正向压降在-0.7V左右,这样不论Vin的正半周还是负半周,LM358的两个输入端②脚与③脚之间的电压差始终在0.7V左右,从而避免了幅度较大的Vin将LM358内部输入级电路损坏。

施密特触发器输入级的钳位电路。

上图是一个采用CMOS六施密特触发器CD40106(这里只使用了内部的两个施密特触发器)构成的波形整形电路。这个电路常作为数字频率计输入端的整形电路,其作用与LM358构成的整形电路一样,不过其高频性能比上述整形电路好得多,适用于对高频信号整形。施密特触发器A输入端接的两个二极管VD1和VD2亦为保护二极管,其作用是将A输入端的信号幅度钳位在-0.7~5.7V之间。我们知道,各种CMOS数字电路输入的高电平幅度不能超过Vdd+0.7V,输入低电平幅度不能低于0-0.7V,故这里加入两个二极管,将施密特触发器A输入端的幅度钳位在上述范围内。

假设Vin的幅度为10V时,此时VD1导通,A输入端的信号幅度为5V+0.7V;若Vin为-10V,则VD2导通,此时A输入端的信号幅度为0-0.7V,从而将Vin的幅度钳位在CD40106的允许范围内。


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哪位大神具体讲一下二极管钳位的原理?

答;所谓钳位就是利用半导体二极管的单相导电与饱和压降(锗材料0.25V、硅材料0.65V),按照输入信号的极性,反向并联在单元电路的输入端,把信号波形或幅值的某一部分固定在选定的电平上。如下图(c)所示。



当二极管正极接电路的GND时,负极端的电路中的电平比地高时,二极管会截止,其输入电位不会受到的钳位;反过来,如果二极管负极接地,如果输入电平高时,则二极管会将其高的部分拉到二极管的正向饱和压降0.65V。

钳位电路在集成运放电路、电子产品要求有信号的幅值电路中经常这样。

例如上图中的电视机接收电视信号,在机内被低频调制后,使信号电平改变,用钳位电路则可以把波形图顶部钳位到一个固定电平上;见上图中的(a)和图(b)所示。现举一个将波顶钳位零电平的例子。

钳位电路如图(c)所示,输入和输出波形分别如图(d)和图(e)所示。

钳位电路的机理是利用电容器的储能,使信号的电平移动。当然,电路的参数配置应该符合要求。假设Rdf和Rdr分别为二极管的正向电阻和反向电阻。

(1)对C充电的要求;当to时,D导通,C充电。时间常数CRdf应小于1/3脉冲宽度,T1(Rdf<R)。

(2)对C放电的要求;脉冲休止期间D截止,C将经过R放电(R<Rdr),其放电时间常数应明显地大于脉冲休止时间T2。

在满足上述条件后,C上的电压Uc如图(d)虚线所示,相应的输出波形Uo如图(e)所示。这样就把输入脉冲的顶部钳位到零电平上了。

如果想改变钳位电平,可以在电路中接入直流电势。如果想将脉冲的底部钳位,则可以将二极管反着接即可。


对于门电路的钳位,可以用需要钳位电压的高低,选择稳压二极管进行钳位,其工作原理与上述一样。

以上为个人观点,仅供提问者和头条上有类似需要了解的阅读者们参考。

知足常乐2019.3.17日于上海


知足常乐0724


钳位的作用就是将电平限定在某一个固定电位,以便于下级进行信号处理。

常见的有以下几种钳位电路:

①,直流分量恢复电路:全电视信号在发射的时候,为了减少发射功率,通常都是进行了单边带处理。电视机接受到的电视信号失去了直流分量,明亮的场景和黑暗的场景同步头不在同一位置,如果不加处理切割同步头,会造成明场和暗场的场扫描不同步。

所采用的处理办法就是钳位电路,将明场景和暗场景的同步头人为地拉到同一电位进行切割,这样就保证了行场扫描无论是明场景还是暗场景都能同步。

②,限幅电路。过大的输入信号会对放大器造成干扰或损坏,利用二极管的导通电压,将信号限定在一定的范围之内。

在调频信号中,干扰信号会以调幅的形式加在有用的信号上,这时候就可以用限度电路去掉多余的调幅信号,只留下有用的调频信号,送到下一级进行信号处理。

③,保护电路。电感类负载在通电截止的时候,都会产生一个高反压,这个高反压会造成控制元件的损坏。加一个二极管就能将这个高反压限制在电源电压或者将其短路掉,从而保护控制元件。


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