限幅二極管基礎知識詳解

　　用來(lái)做限幅用的二極管稱(chēng)為限幅二極管。幅二極管具有較陡直的U-I特性，具有良好的開(kāi)關(guān)性能。

　　所謂限幅，就是將信號的幅值限制在所需要的范圍之內。由于通常所需要限幅的電路多為高頻脈沖電路、高頻載波電路、中高頻信號放大電路、高頻調制電路等，故要求限幅二極管具有較陡直的U-I特性，使之具有良好的開(kāi)關(guān)性能。

　　從這一點(diǎn)出發(fā)，限幅二極管一般均由結型開(kāi)關(guān)二極管2CK*擔當；在一些特殊要求的電路中，點(diǎn)接觸的檢波二極管2AG*或開(kāi)關(guān)二極管2AK*也可以作為限幅二極管完成限幅任務(wù)；還有一些需要較大幅值限幅或既需要限幅又需要溫度自動(dòng)補償的特定電路，穩壓二極管作為限幅二極管將會(huì )成為非常正確的選擇。

　　限幅二極管特點(diǎn)

　　1、多用于中、高頻與音頻電路；

　　2、導通速度快，恢復時(shí)間短；

　　3、正偏置下二極管壓降穩定；

　　4、可串、并聯(lián)實(shí)現各向、各值限幅；

　　5、可在限幅的同時(shí)實(shí)現溫度補償。

　　大多數二極管能作為限幅使用。也有象保護儀表用和高頻齊納管那樣的專(zhuān)用限幅二極管。為了使這些二極管具有特別強的限制尖銳振幅的作用，通常使用硅材料制造的二極管。也有這樣的組件出售：依據限制電壓需要，把若干個(gè)必要的整流二極管串聯(lián)起來(lái)形成一個(gè)整體。

　　限幅電路的作用是把輸出信號幅度限定在一定的范圍內，亦即當輸入電壓超過(guò)或低于某一參考值后，輸出電壓將被限制在某一電平（稱(chēng)作限幅電平），且再不隨輸入電壓變化。

　　二極管限幅器

　　下圖中所示的限幅電路中，因二極管是串在輸入、輸出之間，故稱(chēng)它為串聯(lián)限幅電路。圖中，若二極管具有理想的開(kāi)關(guān)特性，那么，當ui低于E時(shí)，D不導通，uO=E；當ui高于E以后，D導通，uO=ui。該限幅器的限幅特性如圖2所示，當輸入振幅大于E的正弦波時(shí)，輸出電壓波形見(jiàn)圖3?？梢?jiàn)，該電路將輸出信號的下限電平限定在某一固定值E上，所以稱(chēng)這種限幅器為下限幅器。如將圖中二極管極性對調，則得到將輸出信號上限電平限定在某一數值上的上限幅器。

　　如將二極管和負載并聯(lián)，則組成并聯(lián)限幅器，見(jiàn)圖4。圖中，當ui高于E時(shí)，D導通，uOs=E；當ui低于E時(shí)，D截止，uO=ui。它的限幅特性如圖5所示。顯然，這是一個(gè)上限幅器。

　　將上、下限幅器組合在一起，就組成了如圖6所示的雙向限幅電路，它的限幅特性如圖7所示。當輸入一個(gè)振幅較大的正弦信號時(shí)，輸出波形見(jiàn)圖8。

　　二極管限幅電路

　　在電子電路中，常用二極管限幅電路對各種信號進(jìn)行處理。它用來(lái)讓信號在預置的電平范圍內有選擇地傳輸一部分信號。限幅電路按功能分為上限限幅電路、下限限幅電路和雙向限幅電路三種。在上限限幅電路中，當輸入信號電壓低于某一事先設計好的上限電壓時(shí)，輸出電壓將隨輸入電壓而增減；但當輸入電壓達到或超過(guò)上限電壓時(shí)，輸出電壓將保持為一個(gè)固定值，不再隨輸入電壓而變，這樣，信號幅度即在輸出端受到限制。同樣，下限限幅電路在輸入電壓低于某一下限電平時(shí)產(chǎn)生限幅作用。

　　二極管限幅電路的限幅規律探尋

　　通過(guò)串聯(lián)限幅電路和并聯(lián)限幅電路的分析，探尋出二極管限幅電路的限幅規律 ,即限幅的方向（正、負限幅或上、下限幅）、限幅的大?。◤哪膬洪_(kāi)限）、限幅的波形（好壞）均與哪些元件和因素有關(guān)。

　　串聯(lián)限幅電路

　　串聯(lián)限幅電路的限幅規律是 :（1）二極管正接時(shí)， 發(fā)生負限幅（又稱(chēng)下限幅或反向限幅），二極管反接時(shí)發(fā)生正限幅（又稱(chēng)上限幅或正向限幅），二極管接法決定限幅方向；（2）發(fā)生限幅的起點(diǎn)是直流限幅電平 E ,它決定限幅幅度的大小，可知直流電平是 +E 的，就從 +E 發(fā)生限幅， -E 的就從 -E 發(fā)生限幅，若直流電平為 0 的就從 0 發(fā)生限幅。

　　二極管并聯(lián)限幅電路

　　并聯(lián)限幅的規律是 :（1）二極管正接時(shí) ,發(fā)生正向限幅（又稱(chēng)上限幅）， 二極管反接時(shí)， 發(fā)生負向限幅（又稱(chēng)下限幅）， 限幅的方向決定于二極管的接法；（2）發(fā)生限幅的起點(diǎn)是直流限幅電平 E , +E 從 +E 開(kāi)限，–E 從–E 開(kāi)限， 直流電平為 0的就從0 發(fā)生限幅 .限幅電平?jīng)Q定限幅幅度的大小。

　　總結

　　通過(guò)對串聯(lián)限幅和并聯(lián)限幅電路的工作原理的分析， 得到了限幅規律 ,但兩者均屬單方向限幅 ,即正限幅或負限幅 .如果要得到雙向限幅 ,顯然要使用兩個(gè)具有相反方向的單向限幅電路組合一起即可完成雙向限幅任務(wù) .它們的工作原理和限幅規律完全是兩個(gè)單向限幅的組合和波形迭加。

　　簡(jiǎn)言之 ,要得到干凈利落的限幅波形 , 首先要選用較理想的二極管 ,其正向電阻要小， 反向電阻要大，極間電容很??；其次要選用適當阻值的負載電阻和約幾十到幾百千歐的限流電阻， 電路的分布電容也要??；此外還要求輸入信號有足夠大的幅度 ,才能獲得滿(mǎn)意的輸出電壓波形。