二極管限幅電路_第1頁
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文檔簡介

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(hù)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(shí)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(shí)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(gè)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(dāng)?shù)陀贓時(shí),D不導(dǎo)通,E;

2、當(dāng)u高于E以后,D導(dǎo)通,。該限幅器的限幅特性如圖所示,當(dāng)輸入振幅大于E的正弦波時(shí),輸出電壓波形見。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。幅限特性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(dāng)輸入信號電壓低于某一事先設(shè)計(jì)好的上限電壓時(shí),輸出電壓將隨輸入電壓而增減;但當(dāng)輸入電壓達(dá)到或超過上限電壓時(shí),輸出電壓將保持為一個(gè)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。3、 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。2.4 穩(wěn)壓

3、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(dǎo)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(dāng)反向電壓加到某一定值時(shí),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(shí)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(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的??梢?,穩(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(shí),穩(wěn)壓管必須反向偏置; 另外,穩(wěn)壓管可以串聯(lián)使用,一般不能并聯(lián)使用,因?yàn)椴⒙?lián)有時(shí)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。主要參數(shù):(1)穩(wěn)定電壓:就是穩(wěn)壓管的反向擊穿電

4、壓。相當(dāng)于圖 (b)中特性曲線AB段間的對應(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,的值也有不同。例如,2CW75管的值為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2CW75管的穩(wěn)定電壓在1011.8V之間變化。(2)穩(wěn)壓電流: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()和正常測試電流()兩項(xiàng),通常在實(shí)際應(yīng)用中取值作為標(biāo)稱值。(3)最大穩(wěn)定電流: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(shí)的電流應(yīng)小于這個(gè)電流,若超過這個(gè)值,管子會因電流過大造成管子過熱而損壞;正常工作時(shí),I。 (4)最大耗散功率:是指穩(wěn)壓管不致因過

5、熱而損壞的最大耗散功率。 (5)動態(tài)電阻:是反映穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能好壞的一個(gè)參數(shù)。它等于穩(wěn)壓管兩端電壓的變化量和對應(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。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(fù)載電阻RL并聯(lián)后,再與限流電阻串聯(lián),屬于并聯(lián)型穩(wěn)壓電路。工作原理:(1)負(fù)載電阻RL不變:當(dāng)負(fù)載電阻不變,電網(wǎng)電壓上升時(shí),將使增加,隨之增加,由穩(wěn)壓管的伏安特性可知,穩(wěn)壓管的電流就會顯著增加,結(jié)果使流過電阻R的電壓增大,從而使增大了的負(fù)載電壓的數(shù)值有所減小,即。如果電阻R的阻值選擇適當(dāng),最終可使基本上保

6、持不變。上述穩(wěn)壓過程可表示如下:同理,如果交流電源電壓降低使減小時(shí),電壓也減小,因此穩(wěn)壓管的電流顯著減小,結(jié)果使通過限流電阻R的電流減小,的減小使R上的壓降減小,結(jié)果使負(fù)載電壓數(shù)值有所增加,從而使輸出電壓基本不變。(2)電源電壓不變:假設(shè)電網(wǎng)電壓保持不變,負(fù)載電阻減小,增大時(shí), 由于電流在R上的壓降升高,輸出電壓將下降。由于穩(wěn)壓管并聯(lián)在輸出端,由伏安特性可看出,當(dāng)穩(wěn)壓管兩端的電壓有所下降時(shí),電流將急劇減小,而,所以基本維持不變,R上的電壓也就維持不變,從而得到輸出基本維持不變。上述穩(wěn)壓過程表示如下:當(dāng)負(fù)載電阻增大時(shí),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(1)穩(wěn)壓電路中的穩(wěn)定電壓應(yīng)按負(fù)載電壓選取,即;如果一個(gè)管子的穩(wěn)壓值不夠,可以用兩個(gè)或多個(gè)穩(wěn)壓管串聯(lián); 穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流大致上應(yīng)該比最大負(fù)載電流大兩倍以上,即2。(2)限流電阻R的大小應(yīng)該滿足兩個(gè)條件(兩種極端情況);首先,當(dāng)直流輸入電壓最低()而負(fù)載電流最大時(shí)

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