芯片输入口的二极管钳位电路什么原理？

时间：2021-11-03 14:59:53

关键字：二极管芯片钳位电路

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如下图 1 蓝色框内是二极管钳位电路的一般结构，多见于芯片输入端。当然还有专门的开关二极管，如下图 2 红色框内所示。本文主要针对此类型的二极管电路做一些简单介绍。

图 1 mcu内部IO结构处的保护二极管

图 2 常见的几种开关二极管

电路作用：实现二极管对异常电压的钳位作用，保护后级输入。

实现原理：如下图 3 是用LTspice进行仿真的图形，D1，D2是肖特基二极管，其正向导通压降Vf在0.7V左右。V1是电源，模拟单片机供电电源，V2是输入信号源。当输入信号V2大于3.3 Vf时，肖特基二极管D1导通，此时OUT端电压被钳位在3.3 Vf，因此在4V左右；当输入信号V2小于Vf时，肖特基二极管D2导通，此时OUT端电压被钳位在-Vf，因此在-0.7V左右。

图 3 LTspice仿真原理图

分别对如上两种方式仿真，结果如下图所示：，可以看到V2=5V时，OUT端在3.95V左右，V2=-5V时，OUT端在690mV左右。

图 4 输入信号源V2=5V时的仿真结果

图 5 输入信号源V2=-5V时的仿真结果

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