钳位二极管工作原理超详细解读！（含电路图）

一直以来，‌钳位二极管都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在，小编将为大家带来‌钳位二极管的相关介绍，详细内容请看下文。

一、‌钳位二极管

‌钳位二极管‌是指在电路中用于限制某点电位的二极管，其作用是将该点的电位固定在某一预定的电平上，而不改变信号的波形。钳位二极管利用二极管的单向导电性来实现这一功能。

钳位二极管广泛应用于各种电子电路中，特别是在需要保护敏感元件免受过高电压损害的场合。例如，在GPIO电路中，钳位二极管可以防止静电放电（EOS）损坏管脚。具体应用中，钳位二极管可以将输入电压的范围限制在某个预定的电平之间，从而保护电路不受损坏‌。

在电路设计中，钳位二极管常用于正钳位电路和负钳位电路中。正钳位电路中，当输入信号在负半周时，二极管导通，输出电压被钳制在0V；在正半周时，二极管截止，输出电压等于输入电压加上电容电压。负钳位电路则相反，负半周时输出电压为0V，正半周时输出电压等于输入电压减去电容电压‌。

通过这些应用和设计方法，钳位二极管在保护电路和信号处理中发挥着重要作用。

‌钳位二极管可以应用于以下场景：

1、‌电压保护‌：二极管钳位电路可以防止电路受到瞬时过电压的影响，保护电路中的其他元器件不受损坏。

2、‌信号处理‌：在音频或视频信号处理中，二极管钳位电路可以限制信号的幅度，避免信号失真。

3、‌电源稳压‌：在简单的电源稳压电路中，可以使用二极管钳位电路来限制输出电压的波动，提高电源的稳定性。

4、‌浪涌保护‌：保护电路免受电压尖峰或瞬变的影响。

二、箝位二极管的原理是什么？

要理解这个问题，首先要了解钳位电路。能够将输入输出信号波形的某一部分固定在选定电平的电路称为箝位电路。如果要更改箝位电平，可以在电路中连接直流电位。如果要箝位脉冲的底部，可以在侧面反转二极管。

以一个普通二极管箝位电路为例，假设输入信号，在零时间，uO（0+）=+E，uO产生幅度为E的正跃迁。之后，在0到t1之间，二极管D导通，电容C的充电电流很大，uC很快等于E，导致uO=0。在 t1 处，ui（t1）=0，uO 再次出现振幅 -E 跳跃。在t1~t2期间，D关断，充电电容C只能通过R放电，通常R的值非常大，导致uC下降非常缓慢，uO变化很小。在 t1 处，uI（t2） = E，并且 uO 具有振幅 E 的跳跃。在 t2 至 t3 期间，D 导通，电容 C 充电。与从0到t1的周期不同，此时电容器上存储了大量电荷，因此充电持续时间更短，uO降低到零的速度更快。稍后重复上述过程，uO和uC的波形。可以看出，uO的顶部基本上被限制在零电平，因此该电路称为零电平正峰值（或顶部）箝位电路。

将二极管反接，将输入矩形波的底部箝位在零电平，形成零电平负峰值（或底部）箝位电路。

三极管箝位电路，如果它的BE结也看成是二极管，那么，就箝位原理而言，所示电路是完全相同的，只是电路还具有放大作用。

为了更好地了解箝位二极管的原理，以下是两种不同电路原理的介绍：

1.负箝位二极管电路

工作原理：

当Vi为正半个周期时;充电开始，电容器C充电至V值。此时，箝位二极管导通，Vo=0V。

当Vi为负半周期时，停止充电，电容上的电压为-V，同时加负半周期电压-V，Vo=-2V。

2.偏置型箝位二极管电路

工作原理：

当Vi为正半个周期时，二极管DON，C充电至V值（左正，右负），Vo=+V1（a）或-V1（b）。

当Vi为负半周期时，二极管DOFF，RC时间常数足够大，Vo=VC+Vi（负半周期）=2V。

最后，小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读，对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。希望大家对‌钳位二极管已经具备了初步的认识，最后的最后，祝大家有个精彩的一天。