如何理解二極管的鉗位電路及穩(wěn)壓電路

要弄懂這個(gè)問題，必須理解二極管的伏安特性曲線。

先看第一象限的正向特性：

我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)正向電壓從零開始上升，在0.4V之前，二極管的正向電流很小。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(fā)現(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)，反向電壓一直到達(dá)-40V時(shí)，反向電流也即反向漏電流近乎為零。

這說明，二極管的正向電壓大于0.7V后，其等效電阻很小，這叫做二極管的正向特性；二極管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，二極管處于正向接法，它的管壓降是0.7V。因此，電阻R上的電壓為：

那么流過電阻R的電流呢？

現(xiàn)在我們?cè)賮砜磮D2：

我們看到，兩只二極管的正極都接到12V，因此兩只二極管都屬于正向接法。于是，D1二極管的正極應(yīng)當(dāng)是6+0.7V=6.7V，D2二極管的正極應(yīng)當(dāng)是2+0.7=2.7V。那么電路的輸出端電壓Usr到底是多少呢？

假設(shè)Usc=6.7V，于是二極管D2將處于正向接法。又因?yàn)槎O管D2的壓降是0.7V，因此二極管D2的正極將會(huì)被強(qiáng)制性地拉到2.7V。如此一來，二極管D1將處于反偏狀態(tài)，即D1的負(fù)極電壓比正極電壓高。

注意：D2導(dǎo)通后，D1的正極變成2.7V，同時(shí)D1的負(fù)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(qiáng)制性地鉗位在2.7V。哪個(gè)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(gè)實(shí)例：

此圖是一套用于控制晶閘管觸發(fā)的電路。按圖示我們能看到用正與門構(gòu)成的鉗位電路。三個(gè)輸入端分別是測(cè)控端電壓、PID控制和觸發(fā)脈沖電路。

測(cè)控端電壓電路正常輸出是脈動(dòng)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(fā)脈沖則輸出正負(fù)交替的高電平脈沖。可見，在正常情況下，與門的輸出由觸發(fā)脈沖來決定，畢竟零電平也是脈沖的一部分。

可見，鉗位電路的應(yīng)用還是很廣泛的。

再談?wù)劮€(wěn)壓二極管。

我們看上圖的測(cè)控端電壓電路：

設(shè)變壓器的初級(jí)電壓為380Vac，次級(jí)為24Vac，于是經(jīng)過橋式整流后，其平均電壓為0.9X24=21.6V，屬于脈動(dòng)直流。但實(shí)際計(jì)算時(shí)不能這樣算，必須用最大值來計(jì)算。

我們知道穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū)，見第一幅圖的第三象限。它的曲線特點(diǎn)是：電流變化很大，但電壓變化很小，這就是它的穩(wěn)壓原理。不過要注意：此時(shí)二極管處于反向接法，即穩(wěn)壓二極管工作在反向電壓下。

設(shè)，上圖中的穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電壓是12V，最大穩(wěn)定電流是25毫安。我們先把電阻R2開路，來計(jì)算R1的值。

故R1取值為820歐，功率為0.51W，取標(biāo)稱值1W。

此時(shí)穩(wěn)壓二極管兩端的波形是什么樣的？就是波形圖中下部的綠色部分。在這里，穩(wěn)壓二極管起到給半波直流波形削頭的作用。

現(xiàn)在，我們把R2接入，于是流過穩(wěn)壓二極管的電流變小了。但只要流過穩(wěn)壓二極管的電流仍然在它的穩(wěn)定電流范圍之內(nèi)，則穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓作用就能維持。

設(shè)穩(wěn)壓二極管的最小穩(wěn)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：

實(shí)際上，我們看到R2+R3的和只要不低于600歐即可，故R2+R3的實(shí)際值會(huì)大于計(jì)算值。具體取值與我們的解答無關(guān)，此處忽略。

我們看到，晶體管T1的集電極也有一只穩(wěn)壓二極管D2，它的用途同樣也是削幅，使得輸出到后級(jí)的脈沖幅度最高值就等于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓。

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