巧用二极管实现不同电压输出

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我们通过利用二极管的单向导电这个特性，便可以设计出非常有趣而且实用的电路。

限幅

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。

钳位

在以下的二极管与电容的组合的钳位电路的分析当中，我们假设RC时间常数很大，使输出波形不会失真。还有，我们忽略二极管的导通压降。

当输入电压Vin处于负半周期而且为负值的时候，电流便会按照红色箭头所指的方向流动。这个时候，二极管是会导通的，电容由开始逐渐充电直至充到电压V。这个过程当中，输出电压Vout为0。

当输入电压Vin处于正半周期而且为正值的时候，电流会按照蓝色箭头所示的方向流动。这个时候，二极管是会截止的，输出电压Vout等于电容上的电压加上正半周电压V，因此此时Vout的电压值为2V。

偏压钳位

我们为了在电路中获得所需要的钳位值，我们需要引入偏置电压，这类似于限幅电路的处理方式。

我们当添加的偏置电压与二极管导通方向为一致时，钳位电压便会比二极管导通电压高上V1，这个时候的输出电压Vout等于2V加上偏压V1。

以下是双向二极管钳位电路应用举例

在很多电路中，我们会利用两个二极管的钳位作用来保护电路。如上图所示，假如两个二极管D1和D2的导通电压是0.7V。

我们当输入电压Vin大于或Vmax+0.7V时，二极管D1导通，并将Vout钳位在Vmax+0.7V。换一句话说，Vout的值被限制在Vmax+0.7V，不会再增加，即使Vin继续增加也是没用的。

我们当输入电压Vin小于或等于Vmin-0.7V时，Vout会被钳位在Vmin-0.7V。换一句话说，输出电压Vout的值被限制在Vmin-0.7V，不会再减小，即使Vin继续减小也没用。

今天先分析到这里，看懂的朋友麻烦点赞。