二极管钳位的作用原理

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BV199二极管的钳位，限制电压。

对于二极管的单向导通特性，我们最熟悉的应用是二极管整流，还有一个钳位电路，也利用了它的特性。所谓钳位，就是强行将信号夹在某个电位上，抬高或降低信号的基准电位，但不改变原信号的波形，如上图所示。

钳位的作用原理

二极管钳位是利用了二极管的单向导电性，即当二极管负极电压大于正极时，二极管截止，而当正极电压大于负极并且导通之后，二极管两端电压被限制在它的管压降上，硅管约为0.7V，也就是说，二极管两端的电压被钳位于0.7V上。若二极管负极接5V，所以正极电压是5V 0.7V。若二极管正极接5V，负极电压为0.7V。

上图是一个简单的钳位电路，左边是输入波形Vi，中间是钳位电路，右边是输出波Vo。其工作过程如下：当输入信号在正半周时，二极管导通，电容很快被充电至和输入电压一致，电压极性为左正右负，因二极管钳位，使输出无电压，这是理想状态下，实际中输出会有一个二极管的管压降0.7V。当负半周到来时，负半周信号极性为上负下正，电容器上的电压极性为左正右负，因此电容器电压与输入叠加到二极管上，就像两个电池串联一样。此时，当二极管截止时，电容器上的电压将通过电阻R放电。一般来说，R值较大，电容器电压下降缓慢，因此输出电压等于输入电压的负半周和电容器上的电压，最终输出波形如图右所示。以上只是理想状态，实际输出的波形不会那么光滑，需要整体上移0.7V。

当输入信号大于5时，上图中的两个二极管也起到钳位的作用V时，二极管D2入电压钳位于5V 0.7V当输入信号小于-5时。V时，二极管D输入电压钳位于-5V-0.7V上，也就是-5.7V。将输入信号夹在一定范围内，以保护电路。

此外，还有一种熟悉的瞬态抑制二极管（TVS），它是一种双向钳位二极管，当两端有较大的浪涌电压时，TVS它将快速导通，并将电压强行夹在一定值上，以保护后电路的安全。