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  • 鉗位二極管的工作原理介紹
    • 發布時間:2021-08-23 18:01:11
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    鉗位二極管的工作原理介紹
    說起二極管,大家無人不知無人不曉,那你知道什么是鉗位二極管嗎?也許就沒幾個人知道了,你知道鉗位二極管的應用嗎?更沒幾個人知道。今天就來侃侃鉗位二極管!
    什么是鉗位二極管
    鉗位的意思就是把位置卡住,在電路中就是限制電壓,英文名:Clamp diode。是把輸入電壓變成峰值鉗制在某一預定的電平上的輸出電壓,而不改變信號。工作原理同樣是二極管的單向導電性。
    1、當二極管負極接地時,則正極端電路的電位比地高時,二極管會導通將其電位拉下來,即正極端電路被鉗位零電位或零電位以下(忽略管壓降)。
    2、當二極管正極接地時,則負極端電路的電位比地高時,二極管會截止,其電位將不會受二極管的任何影響。
    鉗位二極管電路分析
    為了方便大家記住這種應用,先上圖,讓大家都來分析下。
    1、負鉗位二極管電路
    鉗位二極管的工作原理
    工作原理:
    Vi正半周時;開始充電,電容C充電至V值,此時鉗位二極管導通,Vo=0V。
    Vi負半周時,停止充電,電容上的電壓為-V,同時加上負半周電壓-V,Vo=-2V。
    2、偏壓型鉗位二極管電路
    鉗位二極管的工作原理
    工作原理:
    Vi正半周時,二極管DON,C被充電至V值(左正、右負),Vo=+V1(a)或-V1(b)。
    Vi負半周時,二極管DOFF,RC時間常數足夠大,Vo=VC+Vi(負半周)=2V。
    鉗位二極管的應用
    說起鉗位二極管的應用,小編深有體會,前段時間做高通MSM8909平臺,經常遇到GPIO管腳被靜電擊穿,也就是EOS,為什么這里會說到GPIO?因為GPIO內部電路結構中就有鉗位二極管電路,話不多說,上圖。
    鉗位二極管的工作原理
    如上圖所示,我們來分析下。
    鉗位二極管D1的負極上拉的GPIO的參考電源VDD,鉗位二極管D2的正極接GND。
    當輸出電壓大于VDD;D1導通,D2截止,Pin的電壓為VDD(忽略二級管的導通壓降);
    當輸入電壓小于GND;D1截止,D2導通,Pin的電壓為GND(忽略二級管的導通壓降);
    因此能夠把輸入電壓的范圍控制在[GND,VDD]之間,保護Pin不受損壞。那如何判定GPIO是否損壞呢?方法如下:
    首先,把萬用表調到二極管檔位,紅表筆接主板的GND,黑表筆接測試GPIO管腳,此時是測量二極管D2是否損壞,測試值是二極管的導通值,一般范圍0.4-0.6V,超出此范圍為二極管擊穿。
    其次,紅表筆接測試GPIO管腳,黑表筆接GND,此時是測量二極管D1是否損壞。
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