二極管鉗位電路的應用

作為一個電子行業的新手工程師，二極管這個元器件是非?；A且重要的。它具有多種用途，并且在許多電路中都被廣泛應用。其中，二極管鉗位電路應用是非常常用的一個。

通過二極管鉗位電路，我們可以將一個輸入信號的電壓鉗位在某個特定的值，并且可以將這個值轉換為相應的電流輸出。

這種電路可以被應用于許多不同的領域，例如數字邏輯電路、電源管理、信號處理等等。

總的來說，二極管鉗位電路的應用是非常廣泛且重要的，對于電子工程師來說是必須要掌握的基本技能之一。

二極管定義：

二極管通常由一個PN結構成，它具有單項導電的特性。這意味著在二極管中，電流只能從一個特定方向流過。

當二極管應用于電路中時，電流只能從陽極流向陰極。不同種類的二極管具有不同的壓降值。

對于硅材料二極管，壓降約為0.7伏特，對于材料鍺二極管，壓降約為0.3伏特，而對于肖特基二極管，壓降約為0.2伏特。

LED，或稱發光二極管，是一種特殊的二極管。它們具有不同的電壓降值，這取決于其制造材料和設計。與普通二極管不同，LED不僅可以導電，還可以發光。這是因為當電流通過LED時，電子與空穴結合，釋放出能量，導致LED發出光線。

現在，我們來重點學習最有代表性的硅管。硅是一種廣泛使用的半導體材料，因其穩定的物理和化學性質而在電子行業中受到高度重視。硅管的制造工藝成熟，成本低廉，因此被廣泛應用于各種電子設備中。

二極管的經典鉗位電路

上圖這個電路就是我們平時最常用的二極管鉗位電路，用來將輸入口的電壓鉗位在VCC+0.7與GND-0.7之間。具體的工作原理如下分析：

1.當輸入口的電壓小于等于GND-0.7時，二極管D1不導通，二極管D2導通，此時輸出口的電壓就會被鉗位在GND-0.7，無論輸入再小，輸出也不會變。

2.當輸入口電壓大于GND-0.7還有小于VCC+0.7這個區間時，二極管D1不導通，二極管D2也不導通，此時輸出口的電壓就是輸入口的電壓。

3.當輸出入口的電壓大于等于VCC+0.7時，二極管D1導通，二極管D2不導通，此時無論輸入口的電壓怎樣變化，輸出口的電壓始終是VCC+0.7以保護后級電路。

通過上述3步分析，我們可以得出無論輸入電壓是多少，它的輸出口電壓始終GND-0.7到VCC+0.7之間，因此就很好的保護了后級電路，以免損壞更多電子元器件。

下面介紹幾個二極管鉗位電路最常用的電路場景：

很常見的如上圖的電路，用外部向芯片內部輸入模擬量信號，我們為了防止外部的輸入信號電壓高低不穩定沖擊IO引腳內部電路，因此便引入了二極管鉗位保護電路。

上圖是又一個經典的二極管鉗位應用電路，用來做電平轉換，當輸入電平為5V電壓時，由于Vout端和前級電路不是一個系統，因此必須做電平轉換以免5V損壞后級元器件，由于應用了二極管經典鉗位電路，成功將5V鉗位到3.3V，不需要花其他代價。