二极管钳位(精华合辑)
二极管 钳位
二极管钳位
二极管是一种基本的电子元件，也称为二极管。
它由PN结构组成，包括一个P型半导体和一个N型半导体，形成一个正向偏置的P-N结和一个反向偏置的N-P结。
由于其独特的电流-电压特性，二极管在电子电路中有着广泛的应用。
二极管的基本功能是将电流限制在一个方向上流动。
当二极管正向偏置时，即正电压施加在P端，负电压施加在N端时，电流可以流过二极管，这时二极管处于导通状态。
而当二极管反向偏置时，即正电压施加在N端，负电压施加在P端时，电流几乎不能流过二极管，这时二极管处于截止状态。
钳位效应是二极管的一种特性，指的是在特定的电路配置下，二极管的电压会被限制在一个特定的范围内。
这种现象可以通过使用一个稳定的电压源和一个电阻来实现。
当二极管的反向电压超过一个特定的值时，由于电阻的存在，这个特定的电压会被稳定的电压源所钳住。
这个特定的电压被称为钳位电压。
在实际应用中，钳位效应可以用于多种目的。
例如，可以使用钳位效应来稳定电压，并将其限制在一个固定的值，从而保护其他电路组件免受过高的电压损害。
此外，钳位效应还可以用于产生稳定的参考电压，用于校准其他电路或测量设备。
总结起来，二极管是一种基本的电子元件，具有导通和截止两种状态。
钳位效应是二极管的一种特性，通过使用一个稳定的电压源和
一个电阻来限制二极管的电压在一个特定的范围内。
这种效应在电子电路中具有广泛的应用。
二极管的钳位
二极管的钳位
二极管是一种用于电路中的半导体器件，具有只允许电流在一个方向
流动的特性。
而在实际使用中，为了正常的工作，需要正确连接二极
管的钳位。
一、二极管的结构
二极管通常由P型半导体和N型半导体制成。
其中，P型半导体中掺杂的杂质浓度较高，而N型半导体中掺杂的杂质浓度较低。
这使得二极
管的两端区别明显，分别为阳极和阴极。
二、钳位的分类
二极管的钳位分为三种：阳极、阴极和标记钳。
1.阳极（Anode）
由于P型半导体掺杂的杂质较多，因此在连接正电压时会吸引电子，
而电子会从N型半导体向P型半导体移动，从而形成电流的流动。
因此，阳极是二极管正极。
2.阴极（Cathode）
与阳极相反，阴极是掺杂杂质浓度较低的N型半导体。
在连接负电压时，电子会从P型半导体向N型半导体移动，形成电流的流动。
因此，阴极是二极管的负极。
3.标记钳（Marking）
标记钳通常是在二极管的外壳上留下的一个标记，目的是用于区分二极管的极性。
在连接二极管时，标记钳通常要与阳极相连。
三、正确连接二极管钳位的方法
1.判断二极管的极性，一般通过外壳上的标记钳。
2.将阳极连接到正极，将阴极连接到负极。
3.确保钳位良好的接触，避免接触不良的情况。
4.注意电路的电压和电流的大小，要保证二极管的额定电压和电流能够承受。
总之，正确连接二极管钳位非常重要，既能确保电路正常工作，也能避免损坏二极管。
因此，在连线前，一定要仔细学习二极管的各个钳位的含义和连接方法，并严格按照规定进行连接，保证电路的安全稳定运行。
钳位二极管原理讲解
钳位二极管原理讲解1.钳位二极管的结构钳位二极管的结构与普通二极管相似，由N型半导体和P型半导体交替堆叠形成。
与普通二极管的不同之处在于，钳位二极管在N型半导体中增加了P型注入区，也叫D型区。
这样一来，钳位二极管具有三个区域：P型半导体的区域（称为P区或阳极区）、N型半导体的区域（称为N区或阴极区）以及P型注入区。
2.钳位二极管的工作原理-在正向偏置的情况下，电流流经钳位二极管的P区，进入N区，然后在P区中注入。
由于D型区的存在，这导致了注入电流增加的过程，并使得钳位二极管的电压下降。
-当出现尖峰脉冲信号时，比如电感元件开关的瞬态过渡过程中，会产生电感元件自身的感应电动势。
如果不加控制，这个感应电动势可能会导致电压超过元件的额定值，从而损坏元件。
然而，钳位二极管的存在可以防止这种过电压的发生。
当感应电动势出现时，钳位二极管处于反向偏置状态。
由于D型区的存在，钳位二极管的注入电流将增强，并产生一个反向电流，从而抑制过电压，保护其他元件。
3.钳位二极管的应用-在开关电源中，钳位二极管用于消除变换器和开关电源中电感元件（如变压器或电感线圈）的开关过渡过程中产生的尖峰噪声。
这些尖峰噪声可能对其他电子元件产生干扰，使用钳位二极管可以有效消除这种干扰。
-在电感元件（如继电器和电机）的保护电路中，钳位二极管可以保护电路中的其他元件，确保其不受电感元件开关过渡过程中产生的过电压的损害。
-在通信电路和数据线中，钳位二极管用于抑制静电放电和防止电磁干扰。
总结：钳位二极管通过引入P型注入区域，可以在电路中起到限制过电压的作用。
通过增加钳位二极管的注入电流，可以在感应电动势产生时抑制过电压，保护其他电子元件的安全运行。
钳位二极管广泛应用于消除开关电路中的尖峰噪声，保护电感元件和其他元件，抑制静电放电和电磁干扰。
在实际应用中，我们应根据电路的具体需求选择合适的钳位二极管。
二极管钳位电路的应用
二极管钳位电路的应用引言：二极管是一种非常常见的电子器件，它具有只允许电流在一个方向流动的特性。
而二极管钳位电路则是一种利用二极管的特性来保护电路中其他元件的电压不超过一定范围的电路。
本文将介绍二极管钳位电路的原理和应用。
一、二极管钳位电路的原理二极管钳位电路是通过将二极管连接在其他元件的输入或输出端，利用二极管的正向导通和反向截止特性，将电路中的信号限制在一定的电压范围内，从而保护其他元件不受到过高的电压损害。
二、二极管钳位电路的类型根据应用场景和要求的不同，二极管钳位电路可以分为正向钳位电路和反向钳位电路两种类型。
1. 正向钳位电路正向钳位电路是将二极管的正向导通特性用于限制电压的最大值。
当输入信号的电压超过二极管的正向导通电压时，二极管开始导通，将多余的电压通过二极管流出，从而限制了输出信号的电压。
2. 反向钳位电路反向钳位电路是将二极管的反向截止特性用于限制电压的最小值。
当输入信号的电压低于二极管的反向截止电压时，二极管处于截止状态，不导通电流。
这样可以保护后续电路中的元件，使其不受到过低的电压损害。
三、二极管钳位电路的应用1. 信号限幅二极管钳位电路可以用于信号限幅，将输入信号限制在一定的电压范围内。
这在音频放大器等电路中非常常见，可以避免输出信号过大或过小，影响音质或损坏扬声器。
2. 直流电源稳压二极管钳位电路可以用于直流电源稳压，保证输出电压在一定范围内稳定。
这对于一些对电压要求较高的电子设备，如微处理器、集成电路等非常重要，可以避免电压波动导致设备损坏。
3. 电压保护二极管钳位电路还可以用于电压保护，保护后续电路中的元件不受到过高或过低的电压损害。
例如，在电源输入端添加一个正向钳位电路，可以保护电路中的元件不受到过高的电压冲击。
4. 防止反向电流二极管钳位电路还可以用于防止反向电流。
在一些需要防止电流逆流的电路中，可以添加一个反向钳位电路，将电流限制在正向流动，避免损坏电路中的元件。
钳位二极管的工作原理
什么是钳位二极管钳位的意思就是把位置卡住，在电路中就是限制电压，英文名：Clamp diode。
是把输入电压变成峰值钳制在某一预定的电平上的输出电压，而不改变信号。
工作原理同样是二极管的单向导电性。
1、当二极管负极接地时，则正极端电路的电位比地高时，二极管会导通将其电位拉下来，即正极端电路被钳位零电位或零电位以下（忽略管压降）。
2、当二极管正极接地时，则负极端电路的电位比地高时，二极管会截止，其电位将不会受二极管的任何影响。
二钳位二极管电路分析为了方便大家记住这种应用，先上图，让大家都来分析下。
1、负钳位二极管电路工作原理：Vi正半周时；开始充电，电容C充电至V值，此时钳位二极管导通，Vo=0V。
Vi负半周时，停止充电，电容上的电压为-V，同时加上负半周电压-V，Vo=-2V。
2、偏压型钳位二极管电路工作原理：Vi正半周时，二极管DON，C被充电至V值(左正、右负)，Vo=+V1(a)或-V1(b)。
Vi负半周时，二极管DOFF，RC时间常数足够大，Vo=VC+Vi(负半周)=2V。
三钳位二极管的应用说起钳位二极管的应用，小编深有体会，前段时间做高通MSM8909平台，经常遇到GPIO管脚被静电击穿，也就是EOS，为什么这里会说到GPIO？因为GPIO 内部电路结构中就有钳位二极管电路，话不多说，上图。
如上图所示，我们来分析下。
钳位二极管D1的负极上拉的GPIO的参考电源VDD，钳位二极管D2的正极接GND。
当输出电压大于VDD；D1导通，D2截止，Pin的电压为VDD(忽略二级管的导通压降)；当输入电压小于GND；D1截止，D2导通，Pin的电压为GND(忽略二级管的导通压降)；因此能够把输入电压的范围控制在[GND,VDD]之间，保护Pin不受损坏。
那如何判定GPIO是否损坏呢？方法如下：首先，把万用表调到二极管档位，红表笔接主板的GND，黑表笔接测试GPIO 管脚，此时是测量二极管D2是否损坏，测试值是二极管的导通值，一般范围0.4-0.6V，超出此范围为二极管击穿。
二极管钳位原理
二极管钳位原理一、引言二极管（Diode）是一种常见的电子元件，具有正向导通和反向截止的特性。
二极管的钳位（Clamp）原理是指通过合适的电路设计，将电压限制在一个特定的范围内，以保护电路中其他元件不受过高的电压影响。
本文将深入探讨二极管钳位原理，包括原理介绍、实现方法以及应用场景等方面。
二、二极管钳位原理的原理介绍二极管钳位原理基于二极管的正向导通和反向截止特性。
当二极管处于正向导通状态时，电流可以正常通过，而当二极管处于反向截止状态时，电流几乎不会通过。
基于这个特性，通过在电路中合理地放置二极管，可以将电压限制在一个合适的范围内。
具体来说，当二极管处于正向导通状态时，其正向压降（正向导通时的电压降）很小，可以忽略不计。
而当二极管处于反向截止状态时，其反向压降（反向截止时的电压降）则会比较大，以致导致其他元件处于安全工作范围之内。
三、二极管钳位原理的实现方法3.1 单向钳位电路最常见的二极管钳位电路是单向钳位电路（Unidirectional Clamping Circuit），它通过一个二极管和一个电容器来实现。
如下所示：电源 ----+----|<---- 输出||某电路--+----Vc在这个电路中，电源将正向和反向的信号都提供给某个电路，但是我们希望该电路只对正向的信号做出响应，而对反向的信号保持不变。
因此，我们需要设计一个单向钳位电路来实现。
具体的原理如下：当输入信号为正向信号时，二极管处于导通状态，整个电路相当于一个以Vc为直流偏置电压的放大器；而当输入信号为反向信号时，二极管处于截止状态，这时电路的输出电压等于Vc，实现了钳位的功能。
3.2 双向钳位电路除了单向钳位电路，我们还可以设计双向钳位电路（Bidirectional Clamping Circuit）来实现更加灵活的电压限制。
双向钳位电路通过两个二极管和一个电容器来实现。
如下所示：电源 ----+----|<---- 输出||某电路--+----C----+----Vc|||<-----当输入信号为正向信号时，D1二极管导通，D2二极管截止，此时电路的输出电压等于Vc；当输入信号为反向信号时，D1二极管截止，D2二极管导通，这时电路的输出电压等于-Vc。
二极管钳位电路
二极管钳位电路钳位电路(1)功能：将输入讯号的位准予以上移或下移，并不改变输入讯号的波形。
(2)基本元件：二极管D、电容器C及电阻器R（直流电池VR）。
(3)类别：负钳位器与正钳位器。
(4)注意事项D均假设为理想，RC的时间常数也足够大，不致使输出波形失真。
任何交流讯号都可以产生钳位作用。
负钳位器(1)简单型工作原理Vi正半周时,DON,C充电至V值,Vo=0V。
Vi负半周时，DOFF，Vo=－2V。
(2)加偏压型工作原理Vi正半周时，二极管DON，C被充电至V值（左正、右负），Vo=+V1(a)图或－V1(b)图。
Vi负半周时，二极管DOFF，RC时间常数足够大，Vo=V C + Vi（负半周）=2V。
re5838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号几种二极管负钳位器电路比较正钳位器(1)简单型工作原理Vi负半周时，DON，C充电至V值（左负、右正），Vo=0V。
Vi正半周时，DOFF，Vo=V C + V i（正半周） =2V。
(2)加偏压型判断输出波形的简易方法1 由参考电压V1决定输出波形于坐标轴上的参考点。
2 由二极管D的方向决定原来的波形往何方向移动，若二极管的方向为，则波形必须向上移动；若二极管的方向为，则波形必须往下移动。
3 决定参考点与方向后，再以参考点为基准，将原来的波形画于输出坐标轴上，即为我们所求。
几种二极管正钳位器电路比较补充：二极管的钳位作用，是指把高电位拉到低电位；二极管的稳压作用，是指一种专用的稳压管，它是有固定稳压参数的，在电路上是把负极接在电路的正极上，正极接在地端，当电路中的电压高于稳压二极管稳压值时，稳压二极管瞬间对地反向导通，当把电压降到低于该稳压值时二极管截止，起到稳压保护电路中元件的作用。
不一定非得用稳压二极管来稳压，用一般的二极管串联也行，例如三个二极管串联，负极接地正极一路接负载，一路接一足够大的电阻再接电源就可以实现伏的稳压。
二极管限位与钳位电路
¥99.00
要将输出电压限制在某个负电压幅值，则二极管和偏压必须如图2.38一样串 联起来。在这种情况之下，A点的电压必须低于-VBrAS -0.7V，才能让二极管处 于正向偏压状态，因而产生如图所示的限制幅值的效果。如果将二极管反接， 就可将只有正半周期的输入电压才能输出的限位器电路，修改成高于-0.7V的输 入电压才能输出，波形如图2.39(a)所示。同样地，可将只有负半周期的输入电 压才能输出的限位器电路，修改成低于-VBIAS+O.7V的输入电压才能输出，波 形如图2.39(b)所示。
肖特基二极管
钳位电路
开关电源电路图
二极管
三极管钳位电路 二极管钳位电路
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二极管限位与钳位电路
收藏人：elezym 2013-11-14 | 阅：1607 转：5 | 来源
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有一种二极管电路，称为限位器(limiter或clipper)，S5H1410X01-Q0可将信 号的电压在某个固定值以上，或以下的部分截掉。另一种二极管电路，称为钳 位器，可将直流电压叠加到信号上，或者恢复信号的原有直流幅值。这一节我 们将介绍限位器和钳位器的二极管电路。
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钳位二极管
作用：
在钳位电路中，二极管负极接地，则正极端电路被钳位零电位以下；
1、当二极管负极接地时，则正极端电路的电位比地高时，二极管会导通将其电位拉下来，即正极端电路被钳位零电位或零电位以下（忽略管压降）！
2、当二极管正极接地时，则负极端电路的电位比地高时，二极管会截至，其电位将不会受二极管的任何作用；
3、在钳位电路中，二极管负极接+5V，则正极端电路被钳位+5V电位以下；
4、在钳位电路中，二极管正极接+5v，则负极端电路被钳位+5V电位以上；
（忽略管压降）
原理：
二极管钳位保护电路是指由两个二极管反向并联组成的，一次只能有一个二极管导通，而另一个处于截止状态，那么它的正反向压降就会被钳制在二极管正向导通压降0.5-0.7以下，从而起到保护电路的目的。
钳位电路的作用是将周期性变化的波形的顶部或底部保持在某一确定的直流电平上。
图Z1615为常见的二极管钳位电路。
设输入信号如图Z1616（a）所示,在零时刻，uO(0+)＝+E，uO产生一个幅值为E的正跳变。
此后在0～t１间，二极管D导通，电容C充电电流很大，uＣ很快等于E，致使uO＝0。
在t１时刻，ui（t１）＝0，uO又发生幅值为－E的跳变,在t１～t2期间，D截止，充电电容C只能通过R放电，通常，R取值很大，所以uＣ下降很慢，uO变化也很小。
在t１时刻uＩ（t2）＝E，uO又发生一个幅值为E的跳度，在t2～t3期间，D导通，电容C又重新充电。
与0～t１期间内不同，此时电容上贮有大量电荷，因而充电持续时间更短，uO更迅速地降低为零。
以后重复上述过程，uO和uＣ的波形如图Z1616（b）、（c）。
可见，uO的顶部基本上被限定在零电平上，于是，就称该电路为零电平正峰（或顶部）钳位电路。
一钳位二极管要用稳压二极管，因为稳压管有各种电压，稳压管是用在反向击穿状态下的，用普通两极管，
只能用正向压降来稳压，不能工作在击穿状态的。
稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示,如:ZD5表示编号为5的稳压管.
二
1、稳压二极管的稳压原理:稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变.这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中
各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变.
2、故障特点:稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定.在这3种故障中,
前一种故障表现出电源电压升高;后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定.
常用稳压二极管的型号及稳压值如下表:
型号1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750
1N47511N4761
稳压值3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V
三稳压二极管选用时的注意事项
1 最小稳压电流、最大稳压电路
2 稳压二极管的功率
3 稳压二极管和负载的连接关系
4如稳压二极管稳压值是4.3V，最小稳压电流5mA、最大稳压电流20mA，和电阻500欧电阻并联，那么电阻所需要的的电流：4.3、500=8.5mA，所以总回路的电流不能小于14mA，否则电路异常。
四稳压二极管使用时注意事项
稳压二极管用途广泛，使用极多。
看起来应用很简单，但如果不注意，也极易损坏。
以下是选用时的几点注意事项：
可将多只稳压二极管串联使用，但由于二极管参数的离散性比较大，不得并联使用。
温度对半导体器件的特性影响较大，当环境温度超过50℃时，温度每升高1℃，应将最大耗散功率降低1％。
稳压二极管管脚必须在离管壳5mm 以上处进行焊接，最好使用30W 以下的电烙铁进行焊接。
若使用40～75W 电烙铁焊接时，焊接时间应不超过
8～10s。
尽量使用内装焊料的焊锡丝焊接，不要使用大块焊锡加松香的方法。
为了使稳压二极管的电压温度系数得到补偿，可以将稳压二极管与硅二极管（包括硅稳压二极管）串联使用，所串的正向二极管不得超过三个，也可与特殊的温度补偿管串联使用。
为了获得较低的稳定电压，可以选择适当的稳压二极管以相反极性方向串联，再加以适当的工作电流来获得。
即将稳压二极管正向使用。
(1)功能：将输入信号上移或下移，而并不改变输入信号的波形。
(2)基本元件：二极管D、电容器C及电阻器R（直流电池VR）。
(3)类别：负钳位器与正钳位器。
(4)注意事项
?D均假设为理想，RC的时间常数也足够大，不致使输出波形失真。
?任何交流信号都可以产生钳位作用。
一.负钳位器
(1)简单型
工作原理
?V i正半周时,DON,C充电至V值,V o=0V。
?V i负半周时，DOFF，Vo=－2V。
(2)加偏压型
工作原理
?V i正半周时，二极管DON，C被充电至V值（左正、右负），Vo=+V1(a)图或－V1(b)图。
?V i负半周时，二极管DOFF，RC时间常数足够大，V o=V C+V i（负半周）=2V。
几种二极管负钳位器电路比较
二. 正钳位器
(1)简单型
工作原理
?V i负半周时，DON，C充电至V值（左负、右正），V o=0V。
?V i正半周时，DOFF，V o=V C+V i（正半周）=2V。
(2)加偏压型
判断输出波形的简易方法
1. 由参考电压V1决定输出波形于坐标轴上的参考点。
2. 由二极管D的方向决定原来的波形往何方向移动，若二极管的方向为，则波形必
须向上移动；若二极管的方向为，则波形必须往下移动。
3. 决定参考点与方向后，再以参考点为基准，将原来的波形画于输出坐标轴上，即为我们所求。
几种二极管正钳位器电路比较。