二极管各类限幅电路详细解析

限幅电路：

限幅电路是一种去除输入交流信号的正半部分（上半部分）或负半部分（下半部分）或正半部分和负极的电路。换句话说，限幅电路是限制输入交流信号的正振幅或负幅值或正负幅度的电路。在某些情况下，限幅会移除正半循环或负半循环或正负半循环的一小部分。限幅电路，顾名思义是将信号幅值进行限制，筛选出符合的幅值。如下所示：

限幅电路不包含电容器等储能元件，但同时包含线性和非线性元件，由二极管、电阻构成。

半波整流器是基本的箝位器件之一。半波整流器去除输入交流信号的正半周或负半周，并允许输入交流信号的剩余半周。因此半波整流器起到了截断电路的作用。

半波整流器由一个二极管和一个电阻器组成。根据二极管的方向，正半周期或负半周被移除。电阻主要用于限制正向偏置时流过二极管的电流。输入交流信号的限幅方式应确保输入交流信号的其余部分不会失真。

根据二极管位置不同有以下电路：

串接限幅电路：二极管与负载电阻串联

1. 串接正限幅电路

正幅值的波形被削减，保留负幅值的波形，如下：

在正半周期期间，A 端为正，B端为负。这意味正端A连接到二极管的N侧，负端B连接到二极管的P侧。我们已经知道，如果正端连接到N侧，负端连接到P侧，则二极管被称为反向偏置。因此二极管D在正半周期期间反向偏置。

在反向偏置条件下，没有电流流过二极管。正半周期在输出端被阻塞或移除。

在负半周期期间，A端为负，B端为正。这意味着负端A连接到N侧，正端B连接到二极管的P侧。我们已经知道，如果负端连接到N侧，正端连接到P侧，则二极管被称为正向偏置。因此二极管D在负半周期期间正向偏置。

在正向偏置条件下，电流流过二极管。所以输出端允许负半个周期通过。

2. 带正偏差串接正限幅电路

正幅值的波形被削减，保留负幅值的波形的基础上偏移正电压，如下：

在正半周期期间：

在正半周期期间，A 端为正，B端为负。这意味正端A连接到二极管的N侧，负端B连接到二极管的P侧。我们已经知道，如果正端连接到N侧，负端连接到P侧，则二极管被称为反向偏置。

如图所示，电池的正端连接到P侧，电池的负端连接到二极管的N侧。因此二极管由电池电压VB正向偏置。

这意味着二极管由输入电源电压（Vi）反向偏置，由电池电压（VB）正向偏置。

输入电源电压Vi小于电池电压VB（Vi <VB）。电池电压主导输入电源电压。二极管被电池电压正向偏置，并允许电流通过。信号出现在输出端。

当输入电源电压Vi大于电池电压VB时，二极管D反向偏置。没有电流流过二极管。因此输入信号不会出现在输出端。

只有当输入电源电压大于电池电压时，才会在正半周期期间发生削波（信号移除）。

负半周期期间：

在负半周期期间，A 端为负，B 端为正。这意味着二极管D由于输入电源电压而正向偏置。电池的连接方式也使得正端连接到二极管P侧，负端连接到二极管N侧。二极管由电池电压VB和输入电源电压Vi正向偏置。

这意味着在负半周期期间，输入电源电压是大于还是小于电池电压并不重要，二极管始终保持正向偏置。因此完整的负半周期出现在输出端。

3. 带负偏差串接正限幅电路

正幅值的波形被削减，保留负幅值的波形的基础上偏移负电压，如下：

在正半周期期间：

在正半周期期间，二极管D通过输入电源电压Vi和电池电压VB反向偏置。因此，在正半周期期间，输出端不会出现任何信号。因此，完全的正半循环被移除。

负半周期期间：

在负半周期期间，二极管由输入电源电压Vi正向偏置，由电池电压VB反向偏置。电池电压VB主导输入电源电压Vi。因此二极管保持反向偏置，直到Vi大于VB。当输入电源电压Vi大于电池电压VB时，二极管正向偏置输入电源电压Vi。信号出现在输出端。

4. 串接负限幅电路

负幅值的波形被削减，保留正幅值的波形，如下：

在正半周期期间：

在正半周期期间根据二极管与电源的方向我们可以看出二极管D在正半周期内正向偏置。

在正向偏置条件下，电流流过二极管。因此输出端允许正半周期。所以输出端会出现一系列正半周期。

负半周期期间：

在负半周期期间根据二极管与电源的方向我们可以看出二极管D在负半周期期间反向偏置。

在反向偏置条件下，没有电流流过二极管。因此负半周期在输出端被完全阻塞或移除。

5. 带正偏差的串接负限幅电路

负幅值的波形被削减，保留正幅值的波形的基础上偏移正电压，如下：

在正半周期期间：

在正半周期期间二极管为正向偏置，但是有电池提供电压。如图所示，电池的正端连接到N侧，电池的负端连接到二极管的P侧。

这意味着二极管通过输入电源电压Vi正向偏置，通过电池电压VB反向偏置。最初，电池电压大于输入电源电压。因此二极管是反向偏置的，不允许电流。所以输出端不会出现任何信号。

当输入电源电压Vi大于电池电压VB时，二极管正向偏置并允许电流。信号出现在输出端。

负半周期期间：

在负半周期期间，二极管通过输入电源电压Vi和电池电压VB反向偏置。因此无论输入电源电压是大于还是小于电池电压VB，二极管始终保持反向偏置。所以在负半周期期间，输出端不会出现任何信号。

6. 带负偏差的串接负限幅电路

负幅值的波形被削减，保留正幅值的波形的基础上偏移负电压，如下：

在正半周期期间：

在正半周期期间，二极管D通过输入电源电压Vi和电池电压VB正向偏置。因此无论输入电源电压是大于还是小于电池电压VB，二极管始终保持正向偏置。所以在正半周期期间，信号出现在输出端。

负半周期期间：

在负半周期期间，二极管D由输入电源电压Vi反向偏置，正向偏置由电池电压VB偏置。最初输入电源电压Vi小于电池电压VB。因此二极管正向偏置电池电压VB。信号出现在输出端。

当输入电源电压Vi大于电池电压VB时，二极管将反向偏置。因此输出端不会出现任何信号。

分流限幅电路：二极管与负载电阻并联。

1. 分流正限幅电路

在并联斩波器中，二极管与输出负载电阻并联。并联斩波器的工作原理与串联斩波器几乎相反。

当二极管正向偏置时，串联削波器将输入信号传递给输出负载，当二极管反向偏置时，串联削波器将阻断输入信号。

另一方面，当二极管反向偏置时，分路限幅器将输入信号传递给输出负载，当二极管正向偏置时，分路限幅器将阻断输入信号。

在并联正削波器中，在正半周期内，二极管正向偏置，因此不会产生输出。另一方面，在负半周期期间，二极管反向偏置，因此整个负半周期出现在输出端。

2. 带正偏差的分流正限幅电路

在正极半周期内，二极管由输入电源电压Vi正向偏置，由蓄电池电压VB反向偏置。然而，最初，输入电源电压Vi小于蓄电池电压VB。因此，蓄电池电压VB使二极管反向偏置。因此，信号出现在输出端。然而，当输入电源电压Vi变得大于蓄电池电压VB时，二极管D被输入电源电压Vi正向偏置。输出端不会出现任何信号。

在负半周期内，二极管被输入电源电压和蓄电池电压反向偏置。无论输入电源电压是否大于或小于蓄电池电压，二极管始终保持反向偏置。输出端会出现一个完整的负半周期。

3. 带负偏差的分流正限幅电路

在正极半周期内，二极管受到输入电源电压Vi和蓄电池电压VB的正向偏置。在正半周期内，输出端不会出现任何信号。

在负半周期内，二极管由输入电源电压反向偏置，由蓄电池电压正向偏置。输入电源电压Vi小于蓄电池电压VB。电池电压使二极管正向偏置。输出端没有信号出现。当输入电源电压Vi大于蓄电池电压VB时，二极管被输入电源电压Vi反向偏置。信号出现在输出端。

4. 分流负限幅电路

在并联负削波器中，在正半周期期间，二极管反向偏置，因此整个正半周期出现在输出端。另一方面，在负半周期内，二极管正向偏置，不会产生输出信号。

5. 带正偏差的分流负限幅电路

在正极半周期内，二极管由输入电源电压Vi反向偏置，由蓄电池电压VB正向偏置。然而最初输入电源电压低于蓄电池电压。二极管受到蓄电池电压的正向偏置，输出端没有信号出现。当输入电源电压大于蓄电池电压时，二极管会被输入电源电压反向偏置。因此信号出现在输出端。

在负半周期内，二极管受到输入电源电压Vi和蓄电池电压VB的正向偏置。因此在输出端消除了完整的负半周期。

6. 带负偏差的分流负限幅电路

在正极半周期内，二极管被输入电源电压Vi和蓄电池电压VB反向偏置，输出端出现完整的正半周期。

在负半周期内，二极管由输入电源电压Vi正向偏置，由蓄电池电压VB反向偏置。电源电压低于蓄电池电压，二极管被蓄电池电压反向偏置，信号出现在输出端。当输入电源电压大于蓄电池电压时，二极管会被输入电源电压正向偏置，信号不会出现在输出端。

混合限幅电路

当上下波形都要限制时，需要混合限幅电路，如下：

双削波器由偏置分路正削波器和偏置分路负削波器组合而成。

在正半周期内：

在正极半周期内，二极管D1由输入电源电压Vi正向偏置，由蓄电池电压VB1反向偏置。二极管D2被输入电源电压Vi和蓄电池电压VB2反向偏置。

输入电源电压低于蓄电池电压，二极管D1被蓄电池电压VB1反向偏置。二极管D2被蓄电池电压VB2反向偏置，信号出现在输出端。当输入电源电压Vi变得大于蓄电池电压VB1时，二极管D1被输入电源电压正向偏置，输出端没有信号出现。

负半周期内：

在负半周期内，二极管D1被输入电源电压Vi和蓄电池电压VB1反向偏置。二极管D2由输入电源电压Vi正向偏置，由蓄电池电压VB2反向偏置。

蓄电池电压高于输入电源电压，二极管D1和二极管D2被蓄电池电压反向偏置，信号出现在输出端。

当输入电源电压大于蓄电池电压VB2时，二极管D2正向偏置，输出端没有信号出现。