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  • 鉗位二極管原理,鉗位二極管與穩壓二極管介紹
    • 發布時間:2024-05-27 20:14:34
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    鉗位二極管原理,鉗位二極管與穩壓二極管介紹
    鉗位是指限制電路中某點的電動勢在某個值/范圍內,而用作鉗位的二極管則稱為鉗位二極管。
    鉗位二極管其中的一端所接的電位必須是恒壓的,即假設該端的電位不會發生變化,作為參考電位端。而另一端則為被鉗端,該端的電位是會發生改變的,是需要進行限制的端。通過二極管的鉗位作用將被鉗端的電位強制拉向參考端,這就稱之為鉗位。
    鉗位與穩壓的區別:鉗位是將某點的電位進行限制,使其不大于或者不小于參考端的值,該點的電位是可變的,是利用二極管的正向導通特性來進行鉗位。穩壓是將某點的電位穩定在某個恒定的值,電位不可改變,是利用二極管的反向擊穿特性來進行穩壓。
    穩壓二極管進行輸入電壓的穩壓示意圖:
    鉗位二極管
    從以上示例中可知,因為穩壓二極管能夠穩定某點電壓,所以穩壓二極管本質上是一種特殊的鉗位二極管。
    鉗位二極管的鉗位原理
    鉗位二極管是利用二極管的正向特性(導通)和反向特性(斷路)來進行電位的鉗制,實際中常用到的有單向鉗位電路和雙向鉗位電路。
    1.單向鉗位電路
    單向鉗位電路可以將電路中某點的電動勢鉗制在固定值。
    下圖即為針對Usc點的鉗位電路設計,圖中Usc處的電壓究竟是多少呢?以伏安特性曲線知識為基礎,兩種分析方法:
    假設法
    假設Usc=6.7V,則D1、D2均正向偏置,但若D2正向偏置,則Usc會被D2強制下拉到2.7V,與Usc的初始假設矛盾。
    假設Usc=2.7V,則D2正向偏置,D1反向偏置,即斷路,這樣分析,電路不矛盾。
    所以,Usc=2.7V。
    常識判斷法
    根據“水往低處流”的基本常識,12V→6V與12V→2V,電流會更傾向于往2V的地方流動,所以粗略分析,Usc處的電壓為2.7V的概率會更大。
    圖中Usc處電壓被鉗制在2.7V,這便是單向鉗位電路的作用。
    鉗位二極管
    2.雙向鉗位電路
    雙向鉗位電路可以將電路中某點的電動勢鉗制在某個范圍值。
    下圖中,在引腳Pin處上下各添加了1個鉗位二極管,那么Pin引腳處的電壓被鉗制在多少呢?
    鉗位二極管
    雙向鉗位電路
    依然根據伏安特性曲線分析:
    當輸入Internal電壓大于VDD時,D1導通,D2截止,Pin的電壓為VDD+0.7V(約為VDD);
    當輸入Internal電壓小于GND時,D1截止,D2導通,Pin的電壓為GND-0.7V約為GND);
    故Pin腳的輸入電壓始終在VDD~GND范圍之間,這便是雙向鉗位電路的作用。
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