<p>利用二极管的单向导电性可以设计出好玩、实用的电路。分享本文，分析限幅电路和钳位电路，是如何用二极管来实现的。</p>
<p><strong>限幅电路</strong></p>
<p> 如下图所示，当在正半周期，并且V<sub>IN</sub>大于等于0.7V，二极管正向导通。此时，</p>
<p>V<sub>OUT</sub>会被钳位在0.7V上。</p>
<p> 而当V<sub>IN</sub>小于0.7V时二极管是截止状态，在负半周期时相当于电流反向，二极管也是截至状态，此时V<sub>OUT</sub>=V<sub>IN</sub>，V<sub>OUT</sub>波形跟随V<sub>IN</sub>变化。</p>
<p><img alt="限辐电路示意图" data-entity-type="file" data-entity-uuid="1a1c8c2d-5fc4-4e2f-a125-f0ea9be93d57" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE1%EF%BC%9A%E9%99%90%E8%BE%90%E7%94%B5%E8%B7%AF%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png" /></p>
<p><em>限辐电路示意图</em></p>
<p> 根据上面限辐电路的原理，可以设计如下双向限辐电路。</p>
<p><img alt="双向限辐电路示意图" data-entity-type="file" data-entity-uuid="97c7a43c-7c5c-41df-bfd6-fa3793dd831a" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE2%EF%BC%9A%E5%8F%8C%E5%90%91%E9%99%90%E8%BE%90%E7%94%B5%E8%B7%AF%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png" /></p>
<p><em>双向限辐电路示意图</em></p>
<p> 然而有时候0.7V电压不能满足要求，那么，怎么产生不同大小的限幅电压？</p>
<p> 在电路中加入偏置电压VBIAS，只有当V<sub>IN</sub>大于等于VBIAS时二极管才能导通。此时VOUT被钳位，其值是0.7V+VBIAS，如下图所示。</p>
<p><img alt="偏压限幅电路示意图" data-entity-type="file" data-entity-uuid="67f1cc65-f339-4b6e-bc26-7b2acab79830" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE3%EF%BC%9A%E5%81%8F%E5%8E%8B%E9%99%90%E5%B9%85%E7%94%B5%E8%B7%AF%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png" /></p>
<p><em>偏压限幅电路示意图</em></p>
<p><strong>钳位电路</strong></p>
<p> 下面是二极管结合电容实现的钳位电路。分析中不考虑二极管的导通压降，假设RC时间常数足够大，从而使输出波形不会失真。相关推荐：动画讲解二极管工作原理。</p>
<p><strong>钳位电路原理</strong></p>
<p> 当输入V<sub>in</sub>在负半周期为负时，电流如下图中红色箭头所示。二极管导通，电容逐渐充电至V，在此过程中V<sub>out</sub>=0。</p>
<p> 当输入V<sub>in</sub>在正半周为正时，电流如蓝色箭头所示。二极管截止，Vout等于电容上电压加上正半周电压V，此时V<sub>out</sub>=2V。</p>
<p><img alt="4" data-entity-type="file" data-entity-uuid="b74c886f-8014-4cff-ac9f-888b63bb7f7f" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE4_84.png" /></p>
<p><strong>钳位电路原理</strong></p>
<p><strong>偏压钳位电路</strong></p>
<p> 跟限幅电路类似的，为了获得所需要的钳位值，要在电路中加入偏置电压，如下图所示。</p>
<p><img alt="5" data-entity-type="file" data-entity-uuid="977a3c8c-0807-411e-93e3-2875d3847746" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE5_76.png" /></p>
<p><strong>偏压钳位电路</strong></p>
<p> 当所加的偏压与二极管导通方向一致，钳位值会提高V<sub>1</sub>，V<sub>out</sub>=2V+V1。</p>
<p><strong>双向二极管钳位电路应用举例</strong></p>
<p> 在某些电路中会利用两个二极管的钳位作用进行保护，如下图所示，假设0.7V为D1和D2的导通电压。</p>
<ul>
<li>V<sub>in</sub>大于等于V<sub>max</sub>，D1导通，V<sub>out</sub>会被钳位在V<sub>max</sub></li>
<li>V<sub>in</sub>小于等于V<sub>min</sub>时，Vout被钳位在V<sub>min</sub></li>
</ul>
<p><img alt="二极管钳位保护电路" data-entity-type="file" data-entity-uuid="b337230e-0a8d-4890-9987-5b89848c49c7" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE6_69.png" /></p>
<p><em>二极管钳位保护电路</em></p>
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