二极管限幅电路原理分析

一、什么是二极管限幅电路？

二极管限幅什么意思？在某些电路中，交流信号用于某个特定电平为了该电平交流输入信号被限制在某些值，用于将信号限制在指定值的电路称为二极管限幅电路。

二极管限幅电路由一个或者多个二极管组成，二极管一般与输入信号并联，主要是用来限制或者切断输入信号。二极管限幅电路的输出取决于二极管的方向和输入信号。

在某些电路中，只有一半的波被限制，因此一个二极管与输入交流电源相连。但是，如果要限制一个完整的信号或正弦波形的两半，则使用两个二极管。

二极管限幅电路实例：半波整流电路就是一个十分典型的例子。当二极管正向偏置时，任何低于0的电压都会被削掉，类似地，当二极管反向偏置时，任何高于0的电压都会被削掉。

接下来，会较为详细地介绍二极管限幅电路的工作原理。

二、二极管限幅什么原理？

一般的二极管可以在正向或反向偏置条件下工作。

在正向偏置中，经过一定的电压降（硅为0.7V，锗为0.3V）后，电流开始流动，二极管上的电压降保持恒定（0.7V或0.3V）。

在反向偏置中，二极管不导通，输入信号在二极管上反射不变。简单来说，对于理想二极管正向偏置时会短路，反向偏置时会开路。

输入信号可以具有任何形式或形状，根据电路应用可以是单向或双向的。正弦信号是最常用的交流（双向）信号，能够比较形象地展现二极管限幅后的波形。

三、二极管限幅电路原理分析

01正向二极管限幅电路

在下图中，你可以看到在输入交流信号中连接了一个二极管，因为输入信号的正极部分经过二极管，它处于正向偏置状态。

在正半周期内，直到输入电压达到0.7V左右，二极管才会导通。一旦二极管开始导通，无论输入电压大小如何，二极管上只会出现一个正向压降。输出波形的正半周期描绘了这一点。

在负半周期间，二极管保持反向偏置（开路），整个输入信号出现在二极管两端。这样的电路仅在正周期期间截断输入信号，即任何高于 0.7V 电压都将被截断。

正向二极管削波电路只削波输入正弦信号的正半周期。

二极管正向限幅电路波形图

02负向二极管限幅电路

当改变二极管的方向，就会与正向二极管限幅电路相反，以下限幅电路仅在负周期期间限制电压。工作原理与正向二极管限幅电路的描述相同，只是二极管偏置相反。负限幅电路将负电压限制为-0.7V，任何小于此值的值都将被剪掉。

二极管负向限幅电路波形图

03正负周期限幅电路

正负限幅电路的组合是在两个周期中限制电压的限幅电路。二极管反向并联排列，其中一个导通，另一个保持开路。

在正半周期间，二极管 D1导通，D2保持开路。反向操作发生在负循环期间。输出波形在正半周期内限制为 0.7V，在负半周期内限制为 -0.7V。

正负向二极管限幅电路

04偏置二极管限幅电路

只有二极管限幅电路产生的电压限制正向电压降。为了增加限制，偏置电压与二极管串联使用，以增加二极管开始导通的电压水平。在仅二极管的正周期限幅电路中，二极管的阴极处于零电位，阳极需要 0.7V 的电压来对其进行正向偏置。然而，随着偏置电压的增加，阴极电位会增加到 VBIAS。例如：与二极管串联的 EMF电池。

05正向偏置二极管限幅电路

在下图中，显示了一个正偏置二极管限幅器电路。该电路限制任何高于 0.7 VBIAS的电压。

正向偏置二极管限幅电路