二极管钳位电路

先看下二极管伏安特性曲线原理

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第一象限的正向特性：当正向电压从零开始上升，在0.4V之前，二极管的正向电流很小。但从0.7V开始，电流迅速增加。第二象限的反向特性：反向电压一直到达-40V时，反向电流也即反向漏电流近乎为零。说明二极管的正向电压大于0.7V后，其等效电阻很小，这是二极管的正向特性；二极管的反向特性是反向电阻很大。

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图1中，二极管处于正向接法，它的管压降是0.7V。因此，电阻R上的电压为：那么流过电阻R的电流呢？再来看图2：两只二极管的正极都接到12V，因此两只二极管都属于正向接法。于是，D1二极管的正极应当是6+0.7V=6.7V，D2二极管的正极应当是2+0.7=2.7V。那么电路的输出端电压Usr到底是多少呢？假设Usc=6.7V，于是二极管D2将处于正向接法。又因为二极管D2的压降是0.7V，因此二极管D2的正极将会被强制性地拉到2.7V。如此一来，二极管D1将处于反偏状态，即D1的负极电压比正极电压高。注意：D2导通后，D1的正极变成2.7V，同时D1的负极是6V，因此D1被反向偏置而截止。也就是说，输出电压Usc被强制性地钳位在2.7V。哪个电压低，电路的输出电压就是低电压再加上0.7V。

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此图是一套用于控制晶闸管触发的电路。按图示我们能看到用正与门构成的钳位电路。三个输入端分别是测控端电压、PID控制和触发脉冲电路。测控端电压电路正常输出是脉动直流，高电平的占空比较大；PID控制输出也是高的电平，而触发脉冲则输出正负交替的高电平脉冲。可见，在正常情况下，与门的输出由触发脉冲来决定，毕竟零电平也是脉冲的一部分。可见，钳位电路的应用还是很广泛的。再谈谈稳压二极管。上图的测控端电压电路：

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设变压器的初级电压为380Vac，次级为24Vac，于是经过桥式整流后，其平均电压为0.9X24=21.6V，属于脉动直流。但实际计算时不能这样算，必须用最大值来计算。

我们知道稳压二极管工作在反向击穿区，见第一幅图的第三象限。它的曲线特点是：电流变化很大，但电压变化很小，这就是它的稳压原理。不过要注意：此时二极管处于反向接法，即稳压二极管工作在反向电压下。设，上图中的稳压二极管稳定电压是12V，最大稳定电流是25毫安。我们先把电阻R2开路，来计算R1的值。故R1取值为820欧，功率为0.51W，取标称值1W。此时稳压二极管两端的波形是什么样的？就是波形图中下部的绿色部分。在这里，稳压二极管起到给半波直流波形削头的作用。现在，我们把R2接入，于是流过稳压二极管的电流变小了。但只要流过稳压二极管的电流仍然在它的稳定电流范围之内，则稳压二极管的稳压作用就能维持。设稳压二极管的最小稳定电流为5毫安，则流过R2和R3的电流为25-5=20毫安。故R2+R3的取值为：实际上，我们看到R2+R3的和只要不低于600欧即可，故R2+R3的实际值会大于计算值。具体取值与我们的解答无关，此处忽略。我们看到，晶体管T1的集电极也有一只稳压二极管D2，它的用途同样也是削幅，使得输出到后级的脉冲幅度最高值就等于稳压二极管的稳定电压。