限幅二极管基础知识详解

　　用来做限幅用的二极管称为限幅二极管。幅二极管具有较陡直的U-I特性，具有良好的开关性能。

　　所谓限幅，就是将信号的幅值限制在所需要的范围之内。由于通常所需要限幅的电路多为高频脉冲电路、高频载波电路、中高频信号放大电路、高频调制电路等，故要求限幅二极管具有较陡直的U-I特性，使之具有良好的开关性能。

　　从这一点出发，限幅二极管一般均由结型开关二极管2CK*担当；在一些特殊要求的电路中，点接触的检波二极管2AG*或开关二极管2AK*也可以作为限幅二极管完成限幅任务；还有一些需要较大幅值限幅或既需要限幅又需要温度自动补偿的特定电路，稳压二极管作为限幅二极管将会成为非常正确的选择。

　　大多数二极管能作为限幅使用。也有象保护仪表用和高频齐纳管那样的专用限幅二极管。为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐振幅的作用，通常使用硅材料制造的二极管。也有这样的组件出售：依据限制电压需要，把若干个必要的整流二极管串联起来形成一个整体。

　　限幅电路的作用是把输出信号幅度限定在一定的范围内，亦即当输入电压超过或低于某一参考值后，输出电压将被限制在某一电平（称作限幅电平），且再不随输入电压变化。

　　下图中所示的限幅电路中，因二极管是串在输入、输出之间，故称它为串联限幅电路。图中，若二极管具有理想的开关特性，那么，当ui低于E时，D不导通，uO=E；当ui高于E以后，D导通，uO=ui。该限幅器的限幅特性如图2所示，当输入振幅大于E的正弦波时，输出电压波形见图3。可见，该电路将输出信号的下限电平限定在某一固定值E上，所以称这种限幅器为下限幅器。如将图中二极管极性对调，则得到将输出信号上限电平限定在某一数值上的上限幅器。

　　如将二极管和负载并联，则组成并联限幅器，见图4。图中，当ui高于E时，D导通，uOs=E；当ui低于E时，D截止，uO=ui。它的限幅特性如图5所示。显然，这是一个上限幅器。

　　将上、下限幅器组合在一起，就组成了如图6所示的双向限幅电路，它的限幅特性如图7所示。当输入一个振幅较大的正弦信号时，输出波形见图8。

　　在电子电路中，常用二极管限幅电路对各种信号进行处理。它用来让信号在预置的电平范围内有选择地传输一部分信号。限幅电路按功能分为上限限幅电路、下限限幅电路和双向限幅电路三种。在上限限幅电路中，当输入信号电压低于某一事先设计好的上限电压时，输出电压将随输入电压而增减；但当输入电压达到或超过上限电压时，输出电压将保持为一个固定值，不再随输入电压而变，这样，信号幅度即在输出端受到限制。同样，下限限幅电路在输入电压低于某一下限电平时产生限幅作用。

　　通过串联限幅电路和并联限幅电路的分析，探寻出二极管限幅电路的限幅规律 ,即限幅的方向（正、负限幅或上、下限幅）、限幅的大小（从哪儿开限）、限幅的波形（好坏）均与哪些元件和因素有关。

　　串联限幅电路的限幅规律是 :（1）二极管正接时， 发生负限幅（又称下限幅或反向限幅），二极管反接时发生正限幅（又称上限幅或正向限幅），二极管接法决定限幅方向；（2）发生限幅的起点是直流限幅电平 E ,它决定限幅幅度的大小，可知直流电平是 +E 的，就从 +E 发生限幅， -E 的就从 -E 发生限幅，若直流电平为 0 的就从 0 发生限幅。

　　并联限幅的规律是 :（1）二极管正接时 ,发生正向限幅（又称上限幅）， 二极管反接时， 发生负向限幅（又称下限幅）， 限幅的方向决定于二极管的接法；（2）发生限幅的起点是直流限幅电平 E , +E 从 +E 开限，–E 从–E 开限， 直流电平为 0的就从0 发生限幅 .限幅电平决定限幅幅度的大小。

　　通过对串联限幅和并联限幅电路的工作原理的分析， 得到了限幅规律 ,但两者均属单方向限幅 ,即正限幅或负限幅 .如果要得到双向限幅 ,显然要使用两个具有相反方向的单向限幅电路组合一起即可完成双向限幅任务 .它们的工作原理和限幅规律完全是两个单向限幅的组合和波形迭加。

　　简言之 ,要得到干净利落的限幅波形 , 首先要选用较理想的二极管 ,其正向电阻要小， 反向电阻要大，极间电容很小；其次要选用适当阻值的负载电阻和约几十到几百千欧的限流电阻， 电路的分布电容也要小；此外还要求输入信号有足够大的幅度 ,才能获得满意的输出电压波形。

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