一文解读二极管限幅电路和钳位电路
二极管最重要的特性是单向导电性，利用这一特性可以设计很多好玩实用的电路，本文主要讲述限幅电路和钳位电路。
正限幅电路
正半周时且vin的电压大于等于0.7v时，二极管导通，vout会被钳位在0.7v；在负半周和vin电压小于0.7v时，二极管是截止状态，所以vout=vin，即vout波形跟随vin波形。
负限幅电路
在正半周时，二极管截止，vout=vin，即波形跟随；在负半周vin电压小于等于-0.7v时，二极管会导通，vout电压会被钳位在-0.7v。
双向限幅电路
双向限幅是结合了上面两个电路，用了两个二极管。正半周，通过d1将超出的部分钳位在0.7v，负半周通过d2将超出的部分钳位在-0.7v。
正偏压限幅
为了产生不同的限幅电压，有时候会在电路中加入偏置电压vbias，当vin的电压大于等于vbias+0.7v时，二极管导通，vout被钳位。
负偏压限幅
负偏压是一样的道理，vin电压小于等于-0.7-vbias时，二极管导通，vout被钳位。
双向偏压限幅
双向偏压限幅是两个二极管加两个偏置电压，正半周大于等于4.7v时，d1导通，超出部分被钳位在4.7v；负半周小于等于-6.7v时，d2导通，超出部分被钳位在-6.7v。
上面几种都是不含有电容的电路，主要是用来限幅。
下面几种是含有电容的二极管钳位电路，以下分析不考虑二极管的导通压降（即二极管正向导通相当于一根导线，反向截止断路），rc时间常数足够大，保证输出波形不失真。
简单型正钳位电路
电路原理：
输入vin在负半周时（vin上负下正），二极管导通，电流如红色箭头所示，电容充电至+v（左负右正），vout=0v；
输入vin在正半周时（vin上正下负），二极管截止，电流如蓝色箭头所示，vout电压等于电容电压加上正半周电压，所以vout=2v；
偏压型正钳位电路
偏压型钳位电路和限幅电路很类似，在电路中加入偏置电压来提高或者降低钳位值。
figure a为正向偏压型，所加的偏压与二极管导通方向一致时，波形向上，即钳位值会提高v1。
figure b为反向偏压型，所加的偏压与二极管导通方向相反时，波形向下，即钳位值会降低v1。
简单型负钳位电路
电路原理：
输入vin在正半周时（vin上正下负），二极管导通，电流如红色箭头所示，电容两端压差充电至+v（左正右负），vout=0v；
输入vin在负半周时（vin上负下正），二极管截止，电流如红色箭头所示，vout电压等于负的（电容电压+负半周电压），即vout=-2v；
偏压型负钳位电路
偏压型负钳位同偏压型正钳位类似，在电路中加入偏置电压来提高或者降低钳位值。
figure c为反向偏压型，所加的偏压与二极管导通方向相反时，波形向上，即钳位值会提高v1。
figure d为正向偏压型，所加的偏压与二极管导通方向相同时，波形向下，即钳位值会降低v1。
常见的双向二极管钳位电路
在一些adc检测电路中会用两个二极管进行钳位保护，原理很简单，0.7v为d1和d2的导通压降，vin进来的电压大于等于vmax时，d1导通，vout会被钳位在vmax；vin小于等于vmin时，vout被钳位在vmin，一般d2的正极接地。
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正半周时且vin的电压大于等于0.7v时，二极管导通，vout会被钳位在0.7v；在负半周和vin电压小于0.7v时，二极管是截止状态，所以vout=vin，即vout波形跟随vin波形。
负限幅电路
在正半周时，二极管截止，vout=vin，即波形跟随；在负半周vin电压小于等于-0.7v时，二极管会导通，vout电压会被钳位在-0.7v。
双向限幅电路
双向限幅是结合了上面两个电路，用了两个二极管。正半周，通过d1将超出的部分钳位在0.7v，负半周通过d2将超出的部分钳位在-0.7v。
正偏压限幅
为了产生不同的限幅电压，有时候会在电路中加入偏置电压vbias，当vin的电压大于等于vbias+0.7v时，二极管导通，vout被钳位。
负偏压限幅
负偏压是一样的道理，vin电压小于等于-0.7-vbias时，二极管导通，vout被钳位。
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双向偏压限幅是两个二极管加两个偏置电压，正半周大于等于4.7v时，d1导通，超出部分被钳位在4.7v；负半周小于等于-6.7v时，d2导通，超出部分被钳位在-6.7v。
上面几种都是不含有电容的电路，主要是用来限幅。
下面几种是含有电容的二极管钳位电路，以下分析不考虑二极管的导通压降（即二极管正向导通相当于一根导线，反向截止断路），rc时间常数足够大，保证输出波形不失真。
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电路原理：
输入vin在负半周时（vin上负下正），二极管导通，电流如红色箭头所示，电容充电至+v（左负右正），vout=0v；
输入vin在正半周时（vin上正下负），二极管截止，电流如蓝色箭头所示，vout电压等于电容电压加上正半周电压，所以vout=2v；
偏压型正钳位电路
偏压型钳位电路和限幅电路很类似，在电路中加入偏置电压来提高或者降低钳位值。
figure a为正向偏压型，所加的偏压与二极管导通方向一致时，波形向上，即钳位值会提高v1。
figure b为反向偏压型，所加的偏压与二极管导通方向相反时，波形向下，即钳位值会降低v1。
简单型负钳位电路
电路原理：
输入vin在正半周时（vin上正下负），二极管导通，电流如红色箭头所示，电容两端压差充电至+v（左正右负），vout=0v；
输入vin在负半周时（vin上负下正），二极管截止，电流如红色箭头所示，vout电压等于负的（电容电压+负半周电压），即vout=-2v；
偏压型负钳位电路
偏压型负钳位同偏压型正钳位类似，在电路中加入偏置电压来提高或者降低钳位值。
figure c为反向偏压型，所加的偏压与二极管导通方向相反时，波形向上，即钳位值会提高v1。
figure d为正向偏压型，所加的偏压与二极管导通方向相同时，波形向下，即钳位值会降低v1。
常见的双向二极管钳位电路
在一些adc检测电路中会用两个二极管进行钳位保护，原理很简单，0.7v为d1和d2的导通压降，vin进来的电压大于等于vmax时，d1导通，vout会被钳位在vmax；vin小于等于vmin时，vout被钳位在vmin，一般d2的正极接地。
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