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當二極管簡直不夠時:超級二極管

二極管是我們了解的第一批電子元件之一同城彩票。它們的重要性可能不會立即明確 - 但是,經過一段時間后,我們逐漸明白,在許多情況下同城彩票,電路需要相當于單向閥同城彩票。

但是同城彩票,您肯定知道,二極管不是一個單向閥。是的,電流只能從陽極流向陰極,而不是從陰極流向陽極,但我們也有這種麻煩的正向壓降需要處理。在某些情況下,~0.7 V的壓降(肖特基二極管較少)幾乎不可察覺。然而,在其他情況下同城彩票,這是一個非常重要的煩惱,有時甚至可能使二極管無用(例如當你想要糾正一個幅度與二極管正向電壓相當的正弦波時)。

普通二極管總是具有正向電壓。換句話說,沒有理想二極管這樣的東西。然而,可以創建模仿理想二極管的行為的電路,并且結果證明該電路1)非常簡單并且2)僅需要普通二極管和另一種廣泛可用的電子元件。
超級二極管的功能

在我們查看模擬之前,我們將對此電路進行定性分析。我們在這里顯然有負反饋連接,但重要的是要認識到運算放大器將作為閉環放大器和開環放大器運行。

讓我們假設我們使用超二極管來糾正正弦波。我們需要某種初始條件,所以假設輸入為負且輸出電壓為0 V(這是有意義的同城彩票,因為輸出節點通過負載電阻接地)。在初始條件下,運算放大器的輸出在負軌處飽和,因此二極管不導通。由于二極管起到開路作用,反饋連接斷開,運算放大器只是一個具有很高增益的開環放大器同城彩票。

一旦輸入電壓超過0 V,反相輸入(接地)和同相輸入之間就會有很小的差異。運算放大器的增益非常高同城彩票,導致輸出在正軌上飽和,這導致正向偏置二極管。二極管現在正在導通,因此建立了負反饋路徑同城彩票同城彩票。這意味著我們可以應用“ 虛擬短路 ”近似,即,非反相輸入端的電壓必須等于反相輸入端的電壓。換句話說,只要輸入電壓變為正,V OUT = V IN。
只要輸入電壓高于0 V,此條件就會保持有效。一旦V IN低于地電平,輸出就會嘗試擺動負極,但這會使二極管反向偏置并使運算放大器恢復到原來的狀態。 - 循環狀態。輸出再次通過負載電阻下拉至地。結果是近乎完美的整流器:當輸入為正時,輸出等于輸入; 當輸入為負時,輸出固定為0 V.

我們需要記住的一件事是負載電阻是電路的組成部分; 我們無法將超級二極管的輸出直接連接(即沒有下拉電阻)到高阻抗輸入端口,因為當二極管反向偏置時,運算放大器的反相輸入端子基本上是浮動的同城彩票。此外同城彩票,“反向偏置”的超級二極管將輸出電壓保持在地電位。在這方面,它與反向偏置二極管并不完全相同,后者的作用就像開路一樣。好吧,請記住同城彩票,當輸入電壓為負時,運算放大器在負軌處飽和,并且運算放大器從這種飽和狀態恢復有點困難。

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