在電路設計中,常常需要將輸入信號限制在某個范圍內,常見的是將信號限制在正值或者負值范圍內,如何來實現(xiàn)這種電路呢?使用pin二極管可以很好地解決這個問題。
pin二極管是一種結構特殊的二極管,其結構如下:
與普通二極管不同的是,它的p型半導體區(qū)域在原來的基礎上插入了一塊不摻雜的intrinsic區(qū)域,使得整個器件的電阻大大降低,故稱為pin二極管,其中pin三個字表明了這種器件的三個區(qū)域。
pin二極管的使用方法有很多種,其中一種是用來驅動放大器限制輸入信號的幅度,常見的是在運算放大器中使用。
運算放大器是一種重要的放大器,可用于實現(xiàn)各種電路,其一般的電路圖如下:
在這個電路中,輸入信號通過r1電阻進入in+輸入端,而從in-輸入端進入的是由r2和r3組成的參考電平,如果in+輸入端接收的信號超過參考電平,運算放大器的輸出信號會轉為-5v,反之,輸出信號為+5v。
要實現(xiàn)這個電路的功能,就需要使用到pin二極管。將一個pin二極管連接于in+輸入端,將另一個連接于參考電平輸出端,當輸入信號超過參考電平時,兩個pin二極管都處于反向偏置,從而增加了電阻,使得信號被限制在正值范圍內;反之,兩個pin二極管都處于正向偏置,電阻極小,信號被限制在負值范圍內。這樣就達到了限制輸入信號幅度的目的。
需要注意的是,在使用pin二極管驅動運算放大器時,需要充分考慮信號的失真和偏移問題,只有在滿足負反饋電路的要求下才能得到滿意的效果。
總之,pin二極管廣泛應用于各種限制輸入信號的電路中,它的結構特殊,性能穩(wěn)定,是實現(xiàn)電路功能的重要器件之一。