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哪位大神具体讲一下二极管嵌位的原理?

 yjj0691 2019-03-15

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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