怎樣理解二極體的鉗位電路和穩壓電路?

才疏學淺,在百度看了倆小時資料,還是不是特別明白。

希望您可以用最簡單最通俗易懂的文字解釋下~

順便闡述一下穩壓電路和鉗位電路的區別好啦~

多謝!!!!


要弄懂這個問題,必須理解二極體的伏安特性曲線。

先看第一象限的正向特性:

我們發現,當正向電壓從零開始上升,在0.4V之前,二極體的正向電流很小。但從0.7V開始,電流迅速增加。

再看第二象限的反向特性:

我們發現,我們發現,反向電壓一直到達-40V時,反向電流也即反向漏電流近乎為零。

這說明,二極體的正向電壓大於0.7V後,其等效電阻很小,這叫做二極體的正向特性;二極體的反向特性是反向電阻很大。

我們來看下圖:

我們先來看圖1:

圖1中,二極體處於正向接法,它的管壓降是0.7V。因此,電阻R上的電壓為:

U_{R} =6-0.7=5.3V

那麼流過電阻R的電流呢?

I_{R} =frac{5.3}{5.1} approx 1.04mA

現在我們再來看圖2:

我們看到,兩隻二極體的正極都接到12V,因此兩隻二極體都屬於正向接法。於是,D1二極體的正極應當是6+0.7V=6.7V,D2二極體的正極應當是2+0.7=2.7V。那麼電路的輸出端電壓Usr到底是多少呢?

假設Usc=6.7V,於是二極體D2將處於正向接法。又因為二極體D2的壓降是0.7V,因此二極體D2的正極將會被強制性地拉到2.7V。如此一來,二極體D1將處於反偏狀態,即D1的負極電壓比正極電壓高。

注意:D2導通後,D1的正極變成2.7V,同時D1的負極是6V,因此D1被反向偏置而截止。

也就是說,輸出電壓Usc被強制性地鉗位在2.7V。哪個電壓低,電路的輸出電壓就是低電壓再加上0.7V。

我們來看一個實例:

此圖是一套用於控制晶閘管觸發的電路。按圖示我們能看到用正與門構成的鉗位電路。三個輸入端分別是測控端電壓、PID控制和觸發脈衝電路。

測控端電壓電路正常輸出是脈動直流,高電平的占空比較大;PID控制輸出也是高的電平,而觸發脈衝則輸出正負交替的高電平脈衝。可見,在正常情況下,與門的輸出由觸發脈衝來決定,畢竟零電平也是脈衝的一部分。

可見,鉗位電路的應用還是很廣泛的。

再談談穩壓二極體。

我們看上圖的測控端電壓電路:

設變壓器的初級電壓為380Vac,次級為24Vac,於是經過橋式整流後,其平均電壓為0.9X24=21.6V,屬於脈動直流。但實際計算時不能這樣算,必須用最大值來計算。

我們知道穩壓二極體工作在反向擊穿區,見第一幅圖的第三象限。它的曲線特點是:電流變化很大,但電壓變化很小,這就是它的穩壓原理。不過要注意:此時二極體處於反向接法,即穩壓二極體工作在反向電壓下。

設,上圖中的穩壓二極體穩定電壓是12V,最大穩定電流是25毫安。我們先把電阻R2開路,來計算R1的值。

R_{1} =frac{sqrt{2} V_{2} -1.4-V_{D1} }{I_{D1.MAX} } =frac{1.414	imes 24-1.4-12}{25} approx 0.82KOmega

故R1取值為820歐,功率為0.51W,取標稱值1W。

此時穩壓二極體兩端的波形是什麼樣的?就是波形圖中下部的綠色部分。在這裡,穩壓二極體起到給半波直流波形削頭的作用。

現在,我們把R2接入,於是流過穩壓二極體的電流變小了。但只要流過穩壓二極體的電流仍然在它的穩定電流範圍之內,則穩壓二極體的穩壓作用就能維持。

設穩壓二極體的最小穩定電流為5毫安,則流過R2和R3的電流為25-5=20毫安。故R2+R3的取值為:

R_{2} +R_{3} =frac{U_{D1} }{I_{R2} } =frac{12}{20} =0.6KOmega

實際上,我們看到R2+R3的和只要不低於600歐即可,故R2+R3的實際值會大於計算值。具體取值與我們的解答無關,此處忽略。

我們看到,晶體管T1的集電極也有一隻穩壓二極體D2,它的用途同樣也是削幅,使得輸出到後級的脈衝幅度最高值就等於穩壓二極體的穩定電壓。

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至此,二極體的鉗位電路和穩壓二極體的用途都講完了。不知道這算不算簡單描述?

且聽題主的評論吧。


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