【中国网浪潮新闻,BAV99】钳位二极管的原理是什么?
钳位二极管的原理是什么?答:弄懂这个问题时,先必须了解何谓钳位电路? 能够把输入输出信号的波形的某一部分固定在选定的电平上的电路,称为钳位电路 。如想改变钳位电平,可在电路中接入直流电势 。如想将脉冲的底部钳后,侧可以将二极管反接 。下图为一典型的集成运放块的输入信号钳位电路 。其次要充分了解二极管的伏安特性曲线 。
由于构成晶体二极管的基本环节是PN结,它在电路中所起的作用也是依靠它内部的PN结来完成的 。因此晶体二极管的特性,实际上就是PN结的特性 。晶体二极管的种类按其结构和特性来分有很多种,其符号如下图1一1所示 。电流导通方向如图上箭头所指 。实际上符号中三角形一端为P型区,而直线部分一端为N型区 。下图为一典型的晶体二极管的伏安特性曲线图 。
纵轴代表电流I,横抽表示加在二极管上的电压U,交点0上部的直线表示流经二极管的正向电流的大小,下半部直线表示流经二极管反向电流的大小 。交点0右半部直线表示加在二极管上正向电压的大小 。左半部直线表示加在二极管上的反向电压的大小 。电流和电压的大小由直线上的标度表示 。交点o又称原点,它表示加在二极管上的电压和流经二极管的电流等于零 。
图中曲线oA一段表示随着加在二极管上的正向电压从0V增加0.2V,流经二极管的正向电流也由0增加到1mA 。曲线AB的上半段几乎是陡峭的直线,正向电压从0.2V增加到1V时,正向电流由1mA急速增加到20mA,曲线AB越陡,正向电流增加就越快 。因此,当正向电压很小时,正向电流增加得很缓慢;但当正向电压超过一定值时,随着正向电压的增加,使正向电流增加得非常快 。
曲线0CD部分表示二极管承受反向电压时的情形 。在曲线0C段,随着加在二极管上的反向电压的增加(从0增加到1V左右),反向电流也略有增加(从0增加到2uA左右) 。但当反向电压继续增加时,反向电流几乎保持原来的值不变,此电流称为反向饱和电流,因此曲线CD几乎是一个水平的、与横轴平行的直线 。对于用不同半导体材料和不同结构、不同工艺制造的二极管,其伏安曲线特性是有差异的 。
正向电流随正向电压上升的快慢程度以及反向电流的大小,都各不相同 。但是伏安曲线特性的基本形状都是相似的 。如果继续增加二极管的反向电压,就会发现,当反向电压增加到某一数值时,流经二极管的反向电流将突然激增,如再少许增加反向电压,则电流更急剧增大,甚至烧坏二极管 。这种现象称为二极管反向击穿电压 。钳位二极管钳位的原理是利用二极管伏安特性曲线中的正向特性来工作的 。
上图中集成运算放大器中,是采用通用半导体公司的1N4007(它的反向恢复时间为30uS) 。两只串联、两两并联,钳位电平在1.4Ⅴ左右,也可以根据实际需要用两只二极管反相并联,此时钳位电平 在0.7V左右 。常用的钳位二极管型号太多 。例如;Dl0DES公司的FR107等等 。知足常乐2018.3.5于上海 。
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