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鉗位二極管的原理是什么？

鉗位二極管又叫瞬態(tài)抑制二極管。簡稱TVS。

常見的瞬態(tài)抑制二極管實物如下圖所示。

瞬態(tài)抑制二極管有單極型和雙極型之分。其圖形符號見下圖。

瞬態(tài)抑制二極管是一種二極管形式的高效能保護器件，當它兩極間的電壓超過一定值時，能以極快的速度導通，將兩極間的電壓固定在一個預定值上，從而有效地保護電子線路中的精密元器件。

下圖所示是瞬態(tài)抑制二極管特性曲線，其伏安特性與普通穩(wěn)壓二極管的擊穿特性一致，為典型的PN結(jié)雪崩器件。

時間-電壓電流特性曲線中，曲線1時瞬態(tài)抑制二極管中的電流波形，它表示流過二極管的電流突然上升到峰值，然后按指數(shù)規(guī)律下降，造成這種電流沖擊的原因可能是雷擊、過壓等。

鉗位二極管其實就是TVS 管，也就是瞬態(tài)抑制二極管的簡稱（Transient Voltage Suppressor）。它是在穩(wěn)壓二極管的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，是一種二極管形式的新型高效能保護器件，也就是限壓型的過壓保護器件。

TVS通常采用二極管式的軸向引線封裝結(jié)構(gòu)，也有貼片的，TVS的核心單元是芯片，芯片有單極型和雙極型兩種結(jié)構(gòu)，單極型TVS有一個PN結(jié)，雙極型TVS有兩個PN結(jié)。單極性只對一個方向的浪涌電壓沖擊起保護作用，雙極性。

瞬態(tài)二極管對相反的極性浪涌電壓沖擊都起保護作用，相當于兩只穩(wěn)壓管反向串聯(lián)。這種管突出的特點就是具有擊穿電壓低、響應(yīng)時間為幾十ps數(shù)量級、漏電流小、瞬態(tài)功率大、無噪聲等特點，因此在信號系統(tǒng)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用及認可。

下面來先了解一下兩個二極管反向串聯(lián)時候是怎工作的，如下圖D1和D2兩個二極管反向串聯(lián)在一起，這屬于鉗位保護電路，也有利用這種鉗位來取過零信號，在鉗位電路中，二極管負極接地，則正極端電路被鉗位零電位以下；工作時候一次只能有一個二極管導通，而另一個處于截止狀態(tài)，那么它的正反向壓降就會被鉗制在二極管正向?qū)▔航?.5-0.7（假如導通壓降是此）以下，從而起到保護電路的目的。

如下圖是TVS管的電壓---電流特性。在浪涌電壓的作用下，TVS管兩極之間電壓由額定反向關(guān)斷電壓VWM上升到擊穿電壓VBR 時被擊穿，出現(xiàn)了擊穿電流,，于是流過 TVS 管的電流將達到峰值脈沖電流 IPP ,其兩端的電壓也被鉗位于預定的最大鉗位電壓VC以下。其后隨著脈沖電流按指數(shù)衰減，TVS 管兩極的電壓也不斷下降，最后恢復到初態(tài) ，這就是 TVS 管抑制浪涌電流脈沖功率，保護電子器件的原理。

保護電路在很多方面都有應(yīng)用，例如在電機通斷電路應(yīng)用、電源過壓沖擊應(yīng)用、通訊電路防靜電保護、各種負載沖擊電路等。如下圖是其中的四種。

1、線路沖擊保護電路

鉗位二極管一般在保護電路中用的比較多，起到對電壓的鉗位作用對后級電路起到保護作用，不至于后級電路被高壓擊穿。

鉗位二極管的使用方法如下圖所示，一般將二極管反向連接在電路中，電路正常工作時兩個二極管都不會工作，不影響電路。

上圖中，對于比較重要的引腳，如單片機的引腳，會加兩個二極管，這兩個二極管都是反向連接的，當引腳上出現(xiàn)比較高的電壓后二極管D1構(gòu)成通路將高壓泄放掉，不至于高壓把引腳打壞，比較典型的應(yīng)用就是靜電保護。如下圖所示，綠色部分就是被鉗位的電壓。

現(xiàn)在有很多集成芯片，雖然內(nèi)部也是兩個二極管但是大大縮小了體積，以BAV99為例介紹一下。BAV99的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，就是由兩個二極管構(gòu)成的，其響應(yīng)時間非?？?，為ns級別。

以上就是這個問題的回答，感謝留言、評論、轉(zhuǎn)發(fā)。

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朋友們好，我是電子及工控技術(shù)，我來回答這個問題。說到二極管電子愛好者都不會陌生，它在電路中有整流、檢波和穩(wěn)壓等作用，其實鉗位也是二極管的主要作用之一，下面我來談?wù)劧O管是如何實現(xiàn)鉗位的。

鉗位二極管電路的工作原理

所謂鉗位二極管就是我們利用二極管的具有單向?qū)щ娦缘奶攸c以及它導通后管壓降基本固定的特性來實現(xiàn)鉗位的。它的實用電路是利用二極管可以實現(xiàn)限幅電路，用來控制輸出電壓的幅度，有時候我們也稱這種電路叫削波電路。

下面我們舉一個雙向鉗位電路的例子來說明這個問題，我們以ui作為輸入電壓，uo作為輸出電壓。我們假設(shè)當輸入電壓ui>E1時，那么二極管D1就會導通，D2就會截止。所以輸出端的電壓uo就等于EI兩端的電壓，也就是說uo=E1；當輸入電壓ui

還有一種是在以前老式彩色電視機中常用的鉗位電路,初始時由于二極管的作用其輸出電壓uo=0V,這時電容兩端被充電,電容的兩端電壓可以充到Uim。當輸如電壓從最大開始下降時，二極管會截止，會使uo=ui-uc，如果此時電阻非常的大的話，電容放電就很慢，會使uc=Uim。這時輸出電壓uo相當于把輸入的電壓ui向下平移了Uim。也就是說uo=ui-Uim。其波形如下圖所示。

對于普通鉗位電路來所，沒有特殊要求的我們用一般二極管就可以了，比如IN4007、IN4148等當然在一些特殊的鉗位電路中還可以用一些特殊的二極管，比如常見的穩(wěn)壓二極管、瞬態(tài)電壓抑制二極管VTS等都是可以的。

以上就是我對這個問題的回答。歡迎朋友們參與討論，敬請關(guān)注電子及工控技術(shù)，感謝點贊。

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