二極管限幅電路資料

1、 2.3 二極管限幅電路所謂限幅電路是限制信號輸出幅度的電路，它能按限定的范圍削平信號電壓的波形幅度，是用來限制信號電壓范圍的電路，又稱限幅器、削波器等。限幅電路應(yīng)用非常廣泛，常用于整形、波形變換、過壓保護等電路。限幅電路按功能分為上限幅電路、下限幅電路和雙向限幅電路三種。上限幅電路在輸入電壓高于某一上限電平時產(chǎn)生限幅作用；下限幅電路在輸入電壓低于某一下限電平時產(chǎn)生限幅作用；雙向限幅電路則在輸入電壓過高或過低的兩個方向上均產(chǎn)生限幅作用。1、二極管下限幅電路在下圖所示的限幅電路中，因二極管是串在輸入、輸出之間，故稱它為串聯(lián)限幅電路。圖中，若二極管具有理想的開關(guān)特性，那么，當u 低于 E 時，D

2、不導通，u E；當 u 高于 E 以后，Dio導通，u u 。該限幅器的限幅特性如圖所示，當輸入振幅大于 E 的正弦波時，輸出電壓波形見。oi可見，該電路將輸出信號的下限電平限定在某一固定值 E 上，所以稱這種限幅器為下限幅器。如將圖中二極管極性對調(diào)，則得到將輸出信號上限電平限定在某一數(shù)值上的上限幅器。DuiuOERuuOEtiEtuO0u幅限特性i 2、二極管上限幅電路在下圖所示二極管上限限幅電路中，當輸入信號電壓低于某一事先設(shè)計好的上限電壓時，輸出電壓將隨輸入電壓而增減；但當輸入電壓達到或超過上限電壓時，輸出電壓將保持為一個固定值，不再隨輸入電壓而變，這樣，信號幅度即在輸出端受到限制。uu

3、iROEDEEuuOitt3、 二極管雙向限幅電路將上、下限幅器組合在一起，就組成了如圖所示的雙向限幅電路。uuiROEEED1ED2EuuOiEtt2.4 穩(wěn)壓二極管電路1、穩(wěn)壓二極管的基本特性穩(wěn)壓二極管是一種用特殊工藝制造的面接觸型半導體二極管，這種管子的摻雜度高，擊穿電壓值低，正向特性和普通二極管一樣。當反向電壓加到某一定值時，反向電流劇增， 產(chǎn)生反向擊穿，反向擊穿特性很陡峭。擊穿時通過管子的電流在很大范圍內(nèi)變化，而管子兩端的電壓卻如圖（b）所示幾乎不變，穩(wěn)壓二極管就是利用這一特性來實現(xiàn)穩(wěn)壓的?？梢姡€(wěn)壓管就是工作在反向擊穿狀態(tài)下的硅二極管，因此，在使用時，穩(wěn)壓管必須反向偏置； 另外，穩(wěn)

4、壓管可以串聯(lián)使用，一般不能并聯(lián)使用，因為并聯(lián)有時會因電流分配不勻而引起管 子過載損壞。 穩(wěn)壓管的符號如圖（a）所示。I/mA陰 極(接電源正極)UzUzOU / VIAZminDIz陰極(接電源負極)BIZmaxab主要參數(shù)：（1）穩(wěn)定電壓U ：U 就是穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓。相當于圖 （b）中特性曲線 AB 段間的 I 對ZZZ應(yīng)的電壓值，由于晶體管參數(shù)的分散性， 即使同一型號的管子，U 的值也有不同。例如，2CW75Z管的U 值為 1011.8V，是指該管的穩(wěn)定電壓是 1011.8V 范圍內(nèi)的某一數(shù)值，而不是指 2CW75Z管的穩(wěn)定電壓在 1011.8V 之間變化。（2）穩(wěn)壓電流 I ： I

5、 是指穩(wěn)壓管維持穩(wěn)定電壓的工作電流。手冊中規(guī)定有最小測試電流 IZZZ min（ I ）和正常測試電流I （ I ）兩項，通常在實際應(yīng)用中取I 值作為標稱值。Z 2Z1ZZ（3）最大穩(wěn)定電流 I：最大電流是穩(wěn)壓二極管允許通過的最大反向電流。穩(wěn)壓管工作時的電Z max流應(yīng)小于這個電流，若超過這個值，管子會因電流過大造成管子過熱而損壞；正常工作時，IZ minI I。Z max（4）最大耗散功率 P： P是指穩(wěn)壓管不致因過熱而損壞的最大耗散功率。Z maxZ maxPZ maxU IZZ max（5）動態(tài)電阻r ：r 是反映穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能好壞的一個參數(shù)。它等于穩(wěn)壓管兩端電壓的變化量和zzUIr z

6、z對應(yīng)的電流變化量之比，即；動態(tài)電阻越小，說明曲線越陡，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓性能越好。z 2、 二極管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路如圖（a）所示，由穩(wěn)壓管D 和限流電阻 R 組成，穩(wěn)壓管在電路中應(yīng)為反向偏置，它與負載電阻 R 并聯(lián)后，再與限流電阻串聯(lián)，屬于并聯(lián)型穩(wěn)壓電路。LIUROIIUIZLRUDRIULoiab工作原理：（1）負載電阻 R 不變：當負載電阻不變，電網(wǎng)電壓上升時，將使U 增加，U 隨之增加，由Lio穩(wěn)壓管的伏安特性可知，穩(wěn)壓管的電流I 就會顯著增加，結(jié)果使流過電阻 R 的電壓增大，從而使zU U增大了的負載電壓U 的數(shù)值有所減小，即Uo。如果電阻 R 的阻值選擇適當，最終可oiR使U 基本

7、上保持不變。上述穩(wěn)壓過程可表示如下：oU U o I I iZRU o U R同理，如果交流電源電壓降低使U 減小時，電壓U 也減小，因此穩(wěn)壓管的電流I 顯著減小，zoi結(jié)果使通過限流電阻 R 的電流 I 減小，I 的減小使 R 上的壓降減小，結(jié)果使負載電壓U 數(shù)值有RRL所增加，從而使輸出電壓基本不變。（2）電源電壓不變：RI假設(shè)電網(wǎng)電壓保持不變，負載電阻 減小， 增大時， 由于電流在 RLL上的壓降升高，輸出電壓U 將下降。由于穩(wěn)壓管并聯(lián)在輸出端，由伏安特性可看出，當穩(wěn)壓管兩o I I端的電壓有所下降時，電流 I 將急劇減小，而 IL，所以 I 基本維持不變，R 上的電壓RZLR 也就維持

8、不變，從而得到輸出基本維持不變。上述穩(wěn)壓過程表示如下： =( + )LRIIUIII ILROZRLZUO當負載電阻增大時，穩(wěn)壓過程相反。3、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路限流電阻和穩(wěn)壓管的選擇U（1）穩(wěn)壓電路中的穩(wěn)定電壓應(yīng)按負載電壓選取，即U；如果一個管子的穩(wěn)壓值不夠，可Zo以用兩個或多個穩(wěn)壓管串聯(lián)； 穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流I大致上應(yīng)該比最大負載電流I大兩Z maxLmax倍以上，即 I2 I。Z maxLmax（2）限流電阻 R 的大小應(yīng)該滿足兩個條件（兩種極端情況）；首先，當直流輸入電壓最低（U）Imin而負載電流最大時，流過穩(wěn)壓管的電流應(yīng)該大于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電流I ，即ZU U I0 IIminRLmaxZ由上式得出U UR Imin0I IZLmax注意硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路限流電阻和穩(wěn)壓管的選擇，同時，當直流輸入電壓最高