电路讲解：二极管限幅电路、钳位电路分析

今天，小编将在这篇文章中为大家带来二极管限幅电路、钳位电路的有关报道，通过阅读这篇文章，大家可以对它具备清晰的认识，主要内容如下。

一、二极管工作原理

二极管的主要原理就是利用PN结的单向导电性，在PN结上加上引线和封装就成了一个二极管。

晶体二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的PN结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于PN结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。

当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流。

当外加的反向电压高到一定程度时，PN结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。PN结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。

二、二极管限幅电路

如上图所示，当输入电压VIN处于正半周期，而且大于或等于0.7V的时候，二极管D1是会正向导通的，这个时候输出电压VOUT便会被限制或者“钳位”在0.7V左右。

还有当输入电压VIN处于负半周期时，二极管D1是处于截止状态的，相当于电流是反向流动的。在这种情况时，输出电压VOUT和输入电压VIN相同，这便着输出电压VOUT的波形是会跟随输入电压VIN的变化而变化的。

有了上图的经验，我们还可以根据上面的限辐电路的原理，设计出如下的双向限辐电路。

如上图，当输入电压处于正半周期且大于等于0.7V时，输出电压始终会被钳位在0.7V左右，

当输入电压处于负半周期且大于等于0.7V时，输出电压始终会被钳位在-0.7V左右。

但是有时候0.7V的电压还是不能满足限幅电路的需求，怎么办呢？可以通过以下方法来设计出不同大小的限幅电压：

便是在电路当中加上偏置电压VBIAS之后，因此只有当输入电压VIN大于或者等于VBIAS的时候，二极管才能够导通。这个时候，输出的电压VOUT便会被钳位在0.7V加上VBIAS的值上面。

三、二极管的经典钳位电路

上图这个电路就是我们平时最常用的二极管钳位电路，用来将输入口的电压钳位在VCC+0.7与GND-0.7之间。具体的工作原理如下分析：

1.当输入口的电压小于等于GND-0.7时，二极管D1不导通，二极管D2导通，此时输出口的电压就会被钳位在GND-0.7，无论输入再小，输出也不会变。

2.当输入口电压大于GND-0.7还有小于VCC+0.7这个区间时，二极管D1不导通，二极管D2也不导通，此时输出口的电压就是输入口的电压。

3.当输出入口的电压大于等于VCC+0.7时，二极管D1导通，二极管D2不导通，此时无论输入口的电压怎样变化，输出口的电压始终是VCC+0.7以保护后级电路。

通过上述3步分析，我们可以得出无论输入电压是多少，它的输出口电压始终GND-0.7到VCC+0.7之间，因此就很好的保护了后级电路，以免损坏更多电子元器件。

最后，小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读，对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。最后的最后，祝大家有个精彩的一天。