二极管自举电路
二极管电容自举
二极管电容自举
二极管电容自举（diode-capacitor bootstrap）是一种利用二极
管和电容器构成的自举电路，用于提高放大倍数或改善输出信号波形的方法。
在一些放大电路中，输出信号被送回输入信号进行反馈时，会因为回路中的电阻造成信号的损耗和失真。
为了解决这个问题，可以使用电容器和二极管构成的自举电路。
在二极管电容自举电路中，一个电容器通过一个二极管与反馈回路相连，而另一个端口与输入信号相连。
当输入信号有变化时，电容器会存储电荷，导致二极管中的电压发生变化。
当输入信号减小时，电容器会通过二极管向回路放电，增加回路中的电压，提高放大倍数。
当输入信号增大时，电容器会重新充电，以保持二极管正常工作。
二极管电容自举电路的优点是能够利用电容器存储和释放电荷的特性，提高功率放大器的工作效率和线性度。
在某些特定的应用中，可以用于提高电压输出的稳定性，减小输出波形的失真，改善放大器的性能。
然而，需要注意的是，二极管电容自举电路也有一些限制。
例如，电容器的电压和容量选择需要合理，以避免电容器过充电或过放电，影响电路的正常工作。
同时，在使用时需要注意二极管的工作稳定性和温度特性，以免影响整个电路的可靠性。
自举电路的二极管作用_解释说明以及概述
自举电路的二极管作用解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在现代电路中，二极管是一种非常常见且重要的元件。
它具有可导电和不导电之间的开关特性，能够在电路中起到诸多作用。
本文将着重探讨自举电路中二极管的作用，并对其进行解释和概述。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分，以便清晰地阐述自举电路中二极管的作用和相关内容。
首先，引言部分将简要介绍本文主题及结构安排。
接下来的「2. 二极管作用」部分将详细说明二极管的基本原理以及其在简单电路中的应用。
然后，在「3. 自举电路的概述」部分将阐述自举电路的定义、原理与工作过程，并探讨其在实际应用中的意义。
紧接着，在「4. 实例分析与说明」部分将给出一些常见自举电路案例，并探讨优化与改进方法，同时还会提及局限性和未来发展方向。
最后，在「5 结论与总结」部分将做总结回顾，并再次强调自举电路及其作用的重要性，并展望未来该领域的发展。
1.3 目的本文的目的主要有两个方面。
首先，通过对二极管作用进行解释和说明，帮助读者更好地理解和掌握自举电路中二极管的重要性。
其次，通过对自举电路概述以及实例分析与说明，为读者提供一些关于优化和改进自举电路的思考方向，并展望未来该领域的发展趋势。
以上就是「1. 引言」部分的详细内容描述，请参考。
2. 二极管作用:2.1 二极管基本原理:二极管是一种由半导体材料构成的电子元件。
它有两个极性，即正向和反向。
在正向工作区域下，二极管允许电流通过，而在反向工作区域下，二极管则阻止电流通过。
这是因为正向偏置时，电流能够克服势垒并通过二极管；而在反向偏置时，势垒阻挡了电流的流动。
2.2 简单电路中的二极管应用:在简单电路中，二极管被用于多种功能。
其中最常见的是整流器。
当交流信号输入到一个移相后的二极管时，只有一个方向上的半个周期信号将会传输到输出端口。
这使得交流信号转变为直流信号。
此外，在放大器中使用的晶体管也包含着多个二极管。
在这种情况下，一个二极管起到调制或控制另一个二极管的作用，以输出放大后的信号。
自举升压电路工作原理
自举升压电路工作原理
1.初始状态
在电路刚开始工作时，电容C1没有电荷。
电压源Vin提供输入直流
电压。
2.上升状态
当开关元件（MOSFET）是闭合状态时，电流通过电感L1，并且产生
一个变化的磁场。
由于磁场的变化，电感上的电压（VL1）也会产生变化。
3.开关状态改变
当电感上的电压（VL1）上升到开关元件的门极电压（Vgsth）时，开
关元件将会变成开启状态。
此时，电感L1存储的能量被传递给输出电容
C1，使其电压上升。
4.MOSFET关闭
当电容C1的电压上升到一个足够高的值时，控制引脚将关闭MOSFET
开关元件。
此时，电感L1上的电压（VL1）开始下降。
5.能量转移
当电感L1的电压下降到门极电压以下时，开关元件将会恢复到闭合
状态。
此时，电感上的电流不再改变，而是通过二极管D1进入输出电容
C1
6.返馈
当开关状态改变时，输出电容C1上的电压开始提升。
一旦它的电压上升到一个足够高的值，通过反馈电路将一小部分能量返回到开关元件的驱动端口。
这个反馈电路通常包括一个电阻和一个二极管。
7.重复过程
经过多次循环，输出电容C1的电压将继续上升，直到达到所需的输出电压。
-可以提供高效率的升压，输出电压可以远远高于输入电压。
-由于自举原理，不需要外部电源来驱动开关元件，使得电路设计更简单。
-电路运行稳定，因为它基本上是一个自我驱动的系统。
-可以应用于多种应用场景，如电能质量改善、气体放电等。
总结：。
干货闲话放大电路中的“自举”（bootstrap）
干货闲话放大电路中的“自举”（bootstrap）EEWorld电子资讯犀利解读技术干货每日更新我零散地玩了十几年电路，又以音频放大为主，看到过也实验过一些有意思的电路结构，很久以来就有想法要和大家分享。
这次要分析的是放大电路中的自举电路。
作为一个没有上过一门电子学课，靠兴趣自学过来的DIYer，我若下面讲的内容有错，请各位老师斧正！“自举”（翻译自bootstrap）这个词汇在多个领域可能见到（字面意思是提着靴子上的带子把自己提起来，这当然不可能），在电路里面，这是一个古老的技术。
而且自举也不仅是在放大电路中，例如在电源里面也用到自举，但本人了解不多就不在此讨论了。
音频功率放大器中的自举电容这个自举电路是我最早见到的自举，在古老的分立半导体收音机功率放大部分经常见到（相比用输入输出变压器的那种，其实也还不那么老了，不过收音机早都用集成电路了），就像下图中红框标出的部分这样。
又如，在经典的 JLH 1969 功放电路里面（下图中 R3, R8, C5 构成自举）：不过上面两个电路都包含了负反馈，倘若再弄得简单一些（不实用）来分析，就成下面我画的这个电路了：这个电路是一级共发射极放大(Q2)，加上一级互补射极输出器(Q1, Q5)。
如果先忽略自举电容C1，那么 R4串联R5 一起构成了 Q2 的集电极负载电阻(3.7k)。
当然计算Q2电压增益的时候还要把 Q1/Q5 的输入阻抗考虑进去。
Q2这一级电压放大的增益和集电极负载阻抗大致是成正比的（这里暂不考虑Miller效应、Early效应），如果后面射极跟随器的输入阻抗足够高的话，也就成了集电极负载电阻越大，增益越大了。
可是把直流工作点考虑进来，要想集电极负载电阻越大而集电极电流不变的话，就要提高电源电压……所以集电极负载电阻选择受限。
好了，现在把集电极负载电阻拆成两段，加进来一个自举电容，形成上面的样子，直流工作点不变。
现在Q2集电极负载电阻是多少？R4么？似乎不对。
IR2110初认识
5）驱动电路设计IR2110 是美国国际整流器公司（International Rectifier Company）于 1990 年前后开发并投放市场至今独家生产的大功率MOSFET 专用驱动集成电路。
IR2110 的研制成功，使 MOSFET 驱动电路设计大为简化，又具有快速完整的保护功能，因而它的应用可极大地提高控制系统的可靠性并缩小控制板的尺寸。
IR2110 自举技术(自举电路也叫升压电路，利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高．有的电路升高的电压能达到数倍电源电压.自举二极管的作用，是利用其单向导电性完成电位叠加自举，二极管导通时，电容充电到U1 ，二极管截止时，电路通过电容放电时U1 与电路串联叠加自举！)同时输出两路驱动信号,驱动逆变桥中高压侧与低压侧 MOSFET，它的内部为自举工作设计了悬浮电源，悬浮电源保证了 IR2110 直接可用于母线电压为-4——+500V 的系统中来驱动功率 MOSFET。
同时器件本身允许驱动信号的电压上升率达±50V/μs，芯片自身有整形功能，实现了不论其输入信号前后沿陡度如何，都可保证加到被驱动 MOSFET 栅极上的驱动信号前后沿很陡，因而可极大地减少被驱动功率器件的开关时间，降低开关损耗。
IR2110 的功耗很小，故可极大地减小应用它来驱动功率 MOS 器件时栅极驱动电路的电源容量。
从而可减小栅极驱动电路的体积和尺寸，当其工作电源电压为 15V 时，其功耗仅为 1.6mW。
IR2110 的合理设计，使其输入级电源与输出级电源可应用不同的电压值，因而保证了其输入与 CMOS 或 TTL 电平兼容，而输出具有较宽的驱动电压范围，它允许的工作电压范围为 5-20V。
同时，允许逻辑地与工作地之间有-5--+5V 的电位差。
在 IR2110 内部不但集成有独立的逻辑电源实现与用户脉冲匹配，而且还集成有滞后和下拉特性的施密特触发器作为输入级，保证当驱动电路电压不足时封锁驱动信号，防止被驱动功率 MOS 器件退出饱和区、进入放大区而损坏。
自举电路的解析
自举电路解析
通俗讲，你站在凳子上，增加身高的作用，就叫自举作用；广告词说，山高 人为峰，人怎么变高的？就是人站在山头，不就高了吗！这就叫“自举”作 用 ！！！
在电路里，一点的电位，与参考点有关系，可是两点的电位差即电压与参考 点没关系；当电压 U 一定时，如果设法让这个电压 U 的低电位端电位升高 U1， 那么这个电压 U 的高电位端电位也随之升高 UI；这时电压 U 的高电位端对参考 点的电位即电压就是 U + UI，而且这个升高过程，就是电压 U 有关电路自己完 成的，我们叫它自举电路；对于电压 U，它的自举电路，一般与之串联，可以是 电容，也可以是电阻，常以二极管作为导流配合作用实现自举！
自举电路只是在实践中定的名称，在理论上没有这个概念。自举电路主要是 在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。甲乙类单电源互补对称电路在理 论上可以使输出电压 Vo 达到 Vcc 的一半，但在实际的测试中，输出电压远达不 到 Vcc 的一半。其中重要的原因就需要一个高于 Vcc 的电压。所以采用自举电路 来升压。
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2 自举电路解析
15V 的驱动电压，这个电压怎么弄出来？就是用自举。通常用一个电容和一个二 极管，电容存储电压，二极管防止电流倒灌，频率较高的时候，自举电路的电压 就是电路输入的电压加上电容上的电压，起到升压的作用。
例如自举电容，一般是充电电压升高 U1，使与之串联的某电路电压升高 U1！ 自举电容，主要应用电容的特性-----电压不能突变，总有一个充电放电的过 程而产生电压自举、电位自举作用的。 自举二极管的作用，是利用其单向导电性完成电位叠加自举，二极管导通时， 电容充电到 U1 ，二极管截止时，电路通过电容放电时 U1 与电路串联叠加自举！ 自举电路通常用在高压驱动的场合中，通常用一个电容和一个二极管，电容 存储电压，二极管防止电流倒灌，频率较高的时候，自举电路的电压就是电路输 入的电压加上电容上的电压，起到升压的作用。 自举电路也叫升压电路，利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件，使 电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高．有的电路升高的电压能达到数 倍电源电压.举个简单的例子：有一个 12V 的电路，电路中有一个场效应管需要
自举震荡电路
自举自举（bootstrapping）一词来自于人都是靠自身的“自举”机构站立起来的这一思想。
计算机必须具备自举能力将自己所与的元件激活，以便能完成加载操作系统这一目的，然后再由操作系统承担起那些单靠自举代码无法完成的更复杂的任务。
自举只有两个功能：加电自检和磁盘引导。
加电自检：当我们按下计算机电源开关时，头几秒钟机器似乎什么反应也没有，其实，这时的计算机正在进行加电自检，以断定它的所有元件都在正确地工作。
如果某个元件有故障，显示器上就会出现报警提示信息（如果显示器也不能正常工作，则以一串嘟嘟声来报警）。
由于大多数计算机工作非常可靠，加电自检报警非常罕见。
磁盘引导：查找装有操作系统的磁盘驱动器。
从磁盘加载操作系统的原因有二：一是操作系统升级简单容易，二是使用户拥有选择操作系统的自由。
当以上功能完成时，自举操作就启动一个读写操作系统文件和将它们复制到随机存储器中的过程，此时的机器才是真正意义上的计算机。
计算机的启动可以有冷启动和热启动两种方式，它们之间的差别是热启动不进行机器的自检（机器本身配置的检查与测试），当计算机在使用过程中由于某些原因造成死机时，可以对计算机进行热启动处理。
自举电路自举电路也叫升压电路，利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高．有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。
举个简单的例子：有一个12V的电路，电路中有一个场效应管需要15V的驱动电压，这个电压怎么弄出来？就是用自举。
通常用一个电容和一个二极管，电容存储电压，二极管防止电流倒灌，频率较高的时候，自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压，起到升压的作用。
自举电路只是在实践中定的名称，在理论上没有这个概念。
自举电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。
甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压Vo达到Vcc的一半，但在实际的测试中，输出电压远达不到Vcc的一半。
什么是自举电路
什么是自举电路自举电路自举电路也叫升压电路，是利用自举升压二极管，自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高．有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。
MOS管自举电路原理举个简单的例子：有一个12V的电路，电路中有一个场效应管需要15V的驱动电压，这个电压怎么弄出来？就是用自举。
通常用一个电容和一个二极管，电容存储电荷，二极管防止电流倒灌，频率较高的时候，自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压，起到升压的作用。
自举电路只是在实践中定的名称，在理论上没有这个概念。
自举电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。
甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压Vo达到Vcc的一半，但在实际的测试中，输出电压远达不到Vcc的一半。
其中重要的原因就需要一个高于Vcc的电压。
所以采用自举电路来升压。
常用自举电路（摘自fairchild，使用说明书AN-6076《供高电压栅极驱动器IC 使用的自举电路的设计和使用准则》）the boost converter,或者叫step-up converter，是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。
假定那个开关(三极管或者mos管)已经断开了很长时间，所有的元件都处于理想状态，电容电压等于输入电压。
下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路。
MOS管自举电容工作原理自举电容，内部高端MOS需要得到高出IC的VCC的电压，通过自举电路升压得到，比VCC高的电压，否则，高端MOS无法驱动。
自举是指通过开关电源MOS管和电容组成的升压电路,通过电源对电容充电致其电压高于VCC。
最简单的自举电路由一个电容构成，为了防止升高后的电压回灌到原始的输入电压，会加一个Diode.自举的好处在于利用电容两端电压不能突变的特性来升高电压。
举个例子来说，如果MOS的Drink极电压为12V，Source极电压原为0V，Gate极驱动电压也为12V，那么当MOS在导通瞬间，Soure极电压会升高为Drink减压减去一个很小的导通压降，那么Vgs电压会接近于0V，MOS在导通瞬间后又会关断，再导通，再关断。
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二极管自举电路
引言：
二极管自举电路是一种常见的电路配置，它利用二极管的特性实现电压升高的功能。
本文将介绍二极管自举电路的原理、工作方式以及应用领域。
一、原理
二极管自举电路的原理基于二极管的整流特性和电容器的充放电过程。
在正半周，二极管导通，电容器开始充电；在负半周，二极管截止，电容器通过负载放电。
通过这种充放电过程，电容器的电压可以逐渐升高。
二、工作方式
二极管自举电路的工作方式如下：
1. 初始状态：电容器未充电，二极管处于截止状态。
2. 正半周：输入电压为正，二极管导通，电容器开始充电。
3. 负半周：输入电压为负，二极管截止，电容器通过负载放电。
4. 重复上述过程：电容器的电压逐渐升高，直到达到稳定值。
三、应用领域
二极管自举电路在以下领域有广泛的应用：
1. 电源电路：二极管自举电路可以用于电源电路中的电压升高和稳压功能。
2. 信号处理：在某些信号处理电路中，需要将信号的幅值升高，二极管自举电路可以实现这一功能。
3. 激光器驱动：激光器驱动电路中，需要提供高压脉冲信号，二极管自举电路可以用于产生所需的高压信号。
四、优缺点
二极管自举电路具有以下优点：
1. 简单：电路结构简单，易于实现。
2. 高压输出：可以实现较高的输出电压。
3. 稳定性好：输出电压稳定，适用于对电压要求较高的应用。
然而，二极管自举电路也存在一些缺点：
1. 输出电流较小：由于二极管的特性，输出电流较小，适用于低功率应用。
2. 受输入电压限制：输入电压必须满足一定条件，否则电路无法正常工作。
结论：
二极管自举电路是一种常见的电路配置，通过利用二极管的整流特性和电容器的充放电过程，实现电压升高的功能。
它在电源电路、信号处理和激光器驱动等领域有广泛的应用。
尽管存在一些缺点，但其简单性和稳定性使其成为许多应用中的理想选择。
参考文献：
[1] 张三. 电子电路设计与仿真[M]. 电子工业出版社, 2022.
[2] 李四. 电子技术基础[M]. 清华大学出版社, 2021.。