二极管钳位电路的作用

1、使用钳位二极管的瞬态保护即将输出电压限定在某个区间

钳位二极管不仅仅是为了改变电压基线。它们在缓解瞬态事件方面非常有用,尤其是ESD和雷电浪涌。例如,当输入电压高于 Vh 时,D1 正向偏置。因此,过多的电流流过 D1 而不是负载。限流电阻器通常放置在二极管之前,以确保后者在限制范围内工作。

钳位二极管瞬态保护电路

当输入电压降至 VL 以下时也是如此,这将激活 D2。通过将过多的电流从负载中引开并保持电压低于 Vh,二极管有助于防止瞬态电压损坏组件。

通常,选择具有较大电流处理能力、低结电压和快速导通时间的二极管用于 ESD 或浪涌保护。限流电阻器还必须能够在大量电流通过时禁用大量热量。

2、用于保护GPIO

GPIO的内部电路结构中使用了钳位二极管电路,如下图所示。它的作用是防止从外部I/O管脚输入的电压过高或过低对内部电路造成损坏。

如果从 Pin 输入的信号(假设任何输入信号都有一定的内阻)电压超过 VDD 加上上二极管的导通压降(驱动 0.7V),二极管就会导通,多余的电流会被拉到 VDD ,并且输入到内部的真实信号电压不会超过VDD+0.7V。

同样,如果从 Pin 输入的信号电压低于 VSS,由于下二极管的作用,实际输入的内部信号电压将被钳位在 VSS-0.7V 左右。

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