大家好，我是李工，希望大家多多支持我。今天给大家讲一下二极管钳位电路。
二极管钳位是什么意思？众所周知，二极管是一种由PN结制成的半导体，只要施加的电压大于结电压，电流就会流过二极管，在负偏压下，只要两端电压不超过击穿电压，二极管就会处于非导通状态。在这种状态下，二极管就像一个开路，因为反向偏置的 PN 结阻止电子流过。
而钳位二极管就是在电路中应用这两种特性来操纵输入电压，也就是说将输入输出信号波形的某一部分固定在选定电平的这个电路就被叫做钳位电路。
什么是二极管钳位电路？二极管钳位电路用于将信号的正峰值或负峰值置于所需要的电平。直流分量被简单地添加到输入信号中或从输入信号中减去，钳位电路也被称为IC 恢复器和交流信号电平转换器。
在某些情况下，例如电视接收器，当信号通过电容耦合网络时，它会失去其直流分量。这是当使用钳位电路以将直流分量重新建立到信号输入中时。尽管在传输中丢失的直流分量与通过钳位电路引入的直流分量不同，但在某个参考电平上确定正或负信号偏移的极值的必要性很重要。
钳位电路也称为直流电阻，主要功能是将一些直流电平添加到输入交流信号中。下图中显示了钳位电路，它在输入交流信号中添加了一个正直流电平。
二极管钳位电路图详解
对于该电路的实际工作，假设波的负循环通过二极管。在信号二极管的负半部分处于正向偏置状态期间，由于钳位电路中的电容器充电至值 (Vp(in) – 0.7 V)，如上图所示。
二极管在信号的负峰值后变为反向偏置。这是由于阴极放置在接近电容充电值的Vp(in) – 0.7 V 附近。电荷可以通过负载电阻 R L释放其存储的电荷。因此，从一个负半周期到其他电容的信号变化会损失较少的电荷值，电荷的释放取决于负载电阻 R L。
如果电容在输入信号期间失去充电，则钳位动作可能会受到干扰。
如果时间常数 RC 是输入信号周期的一百倍，则钳位电路的效率会很高。
如果时间常数是输入信号周期的 10 倍，那么由于充电电流，它在接地电平上的变化（失真）会更小。
钳位电路的最终效果是电容器保持的电荷几乎等于输入信号的极值（峰值）减去二极管两端的电压降。电容提供的电压就像与输入信号串联的电池一样工作。电容提供的直流电压将与输入信号相加并叠加。如下图所示。
二极管钳位电路图详解
如果改变二极管的位置，那么负直流电压会与输入信号相加，以产生类似于下图所示的输出，这种类型的电路布置称为负钳位。
二极管负钳位电路
二极管钳位电路怎么使用？对于钳位电路，至少需要三个元件——二极管、电容和电阻。有时还需要一个独立的直流电源来引起额外的转变。钳位电路的要点是：
1、波形的形状相同，但其电平向上或向下移动
2、由于钳位电路，波形的峰峰值或均方根值不会发生变化。因此，输入波形和输出波形将具有相同的峰峰值，即 2Vmax。还必须注意的是，交流电压表中的输入电压和钳位输出电压的读数相同
3、电阻 R 和电容 C 的值会影响波形
4、电阻 R 和电容 C 的值应由电路的时间常数方程 t = RC 确定。这些值必须足够大，以确保电容C 两端的电压在二极管不导通的时间间隔内不会发生显着变化。在一个好的钳位电路中，电路时间常数 t = RC 应该至少是输入信号电压时间周期的十倍。
二极管钳位电路原理1、正钳位电路
在下图中，你可以看到正钳位电路的电路布置。该电路由电压源Vi、电容C、二极管和负载电阻组成。
二极管与负载电阻RL并联组合。由于这种安排，正钳位电路将允许在二极管处于反向偏置状态时通过输入波形，并在二极管处于正向偏置状态时停止输入信号流动。
