一文知道二極管鉗位的作用原理

對(duì)于二極管的單向?qū)ㄌ匦裕覀冏钍煜さ膽?yīng)用就要屬二極管整流了，還有一種鉗位電路，也是利用它的這一特性。所謂的鉗位，就是將信號(hào)強(qiáng)行鉗制到某一電位上，抬高或降低信號(hào)的基準(zhǔn)電位，但不改變?cè)盘?hào)的波形，這就是鉗位了，如上圖中所示。

鉗位的作用原理

二極管鉗位是利用了二極管的單向?qū)щ娦?，即?dāng)二極管負(fù)極電壓大于正極時(shí)，二極管截止，而當(dāng)正極電壓大于負(fù)極并且導(dǎo)通之后，二極管兩端電壓被限制在它的管壓降上，硅管約為0.7V，這就說二極管兩端電壓被鉗位在0.7V上。如果二極管負(fù)極接5V，那么正極電壓就是5V+0.7V。如果二極管正極接5V，那么負(fù)極電壓就是0.7V。

上圖是一個(gè)簡單的鉗位電路，圖左邊為輸入波形Vi，中間為鉗位電路，右邊為輸出波形Vo。其工作過程如下：當(dāng)輸入信號(hào)在正半周時(shí)，二極管導(dǎo)通，電容很快被充電至和輸入電壓一致，電壓極性為左正右負(fù)，因二極管鉗位，使輸出無電壓，這是理想狀態(tài)下，實(shí)際中輸出會(huì)有一個(gè)二極管的管壓降0.7V。而當(dāng)負(fù)半周到來后，負(fù)半周信號(hào)極性為上負(fù)下正，電容上的電壓極性為左正右負(fù)，所以電容電壓會(huì)和輸入疊加加到二極管的負(fù)極，就像兩節(jié)電池串聯(lián)一樣，此時(shí)二極管截止，電容上的電壓會(huì)通過電阻R來放電，一般R取值較大，電容電壓下降緩慢，所以輸出電壓會(huì)等于輸入電壓的負(fù)半周加上電容上的電壓，最后輸出的波形就如圖右所示。上面只是理想狀態(tài)下，實(shí)際輸出的波形不會(huì)這么平滑，而且需要整體上移0.7V。

上圖中的兩個(gè)二極管也是起鉗位作用，當(dāng)輸入信號(hào)大于5V時(shí)，二極管D2導(dǎo)通，將輸入電壓鉗位在5V+0.7V上。而當(dāng)輸入信號(hào)小于-5V時(shí)，二極管D1導(dǎo)通，將輸入電壓鉗位在-5V-0.7V上，也就是-5.7V。這樣將輸入信號(hào)鉗制在一定范圍，達(dá)到保護(hù)電路的目的。

另外還有一個(gè)我們熟悉的瞬態(tài)抑制二極管（TVS），就是一種雙向鉗位二極管，當(dāng)有一個(gè)較大浪涌電壓加在兩端時(shí)，TVS會(huì)迅速導(dǎo)通，將電壓強(qiáng)行鉗位在一定值上，從而保護(hù)后級(jí)電路的安全。