二极管(五):钳位

一、定义: 钳位,就是将信号强行钳制到某一电位上,抬高或降低信号的基准电位,但不改变原信号的波形。 二、原理: 二极管钳位电路利用二极管的单向导通特性 ,即当二极管负极电压大于正极时,二极管截止;而当正极电压大于负极并且导通之后,二极管两端电压被钳位在它的管压降上 三

一、定义:

        钳位,就是将信号强行钳制到某一电位上,抬高或降低信号的基准电位,但不改变原信号的波形。

二、原理: 

        二极管钳位电路利用二极管的单向导通特性,即当二极管负极电压大于正极时,二极管截止;而当正极电压大于负极并且导通之后,二极管两端电压被钳位在它的管压降上

三、电路分析:

        图左边为输入波形V_{in},中间为钳位电路,右边为输出波形Vo。

        3.1:负向钳位电路

        若二极管负极接地,为负向钳位电路:

        当输入V_{in}在正半周时(V_{in}上正下负),二极管导通,电流如红色箭头所示,电容充电至+V(左正右负),即Vout=0V;
        当输入V_{in}在负半周时(V_{in}上负下正),二极管截止,电流如蓝色箭头所示,Vout电压等于负的(电容电压+负半周电压),即Vout= -2V;

        负向钳位电路工作过程如下:
        当输入信号在正半周时,二极管导通,电容C很快被充电至和输入电压一致,电压极性为左正右负,因二极管钳位(理想状态下输出电压为 0),但实际中输出会有一个约为0.7V的管压降;
        当输入信号在
负半周时,负半周信号极性为上负下正,电容C的电压极性为左正右负,所以电容电压会和输入电压叠加后(类似电池串联),加到二极管的负极,此时二极管截止,所以输出电压会等于输入电压的负半周加上电容上的电压,最后输出的波形就如图右所示。
        实际仿真电路如下所示:

        3.2:正向钳位电路:

        若二极管正极接地时,为正向钳位电路:

        当输入V_{in}在负半周时(V_{in}上负下正),二极管导通,电流如红色箭头所示,电容充电至+V(左负右正),即Vout=0V;
        当输入V_{in}在正半周时(V_{in}上正下负),二极管截止,电流如蓝色箭头所示,Vout电压等于电容电压加上正半周电压,即Vout=2V;

        正向钳位电路工作过程如下:
        当输入信号在负半周时,二极管导通,电容C很快被充电至和输入电压一致,电压极性为左负右正因二极管钳位(理想状态下输出电压为 0),但实际中输出会有一个约为0.7V的管压降;        
        当输入信号在正半周时,正半周信号极性为上正下负,电容C的电压极性为左负右正,所以电容电压会和输入电压叠加后(类似电池串联),加到二极管的正极,此时二极管截止,所以输出电压会等于输入电压的负半周加上电容上的电压,最后输出的波形就如图右所示。​​​​​​​
        实际仿真电路如下所示:

知秋君
上一篇 2024-08-23 08:12
下一篇 2024-08-23 07:48

相关推荐