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PCB设计中的钳位二极管和瞬态电压保护
PCB设计中的钳位二极管和瞬态电压保护，是非常重要的。二极管，是许多电子产品初学者所熟知的，是由PN结制成的半导体。当将正电压连接到阳极，将阴极连接到阴极时，该二极管被称为正向偏置。只要施加的电压大于结电压（通常为0.7V），电流就会流过二极管。
但是如果以相反的方向施加电压怎么办？在负偏压下，只要端子两端的电压不超过击穿电压，二极管将处于非导通状态。在这种状态下，二极管像开路一样，因为反向偏置的PN结会阻止电子流过。
钳位二极管是在PCB设计电路中同时使用这两个特性来操纵输入电压的地方。钳位二极管可以用作电平转换器，也可以用于保护组件免受瞬态电压的影响。
钳位电路中的二极管
正钳位电路。
钳位电路由交流输入，二极管，电容器和负载电阻组成。钳位电路分为正配置和负配置。上图显示了一个正钳位电路，它实际上是一个正电平转换器。
运作方式如下：
在第一个正周期上，二极管处于反向偏置状态，并且没有电流流过该二极管。因此，第一个输出峰值等于输入。
当输入进入负周期时，二极管置于正向偏置状态。它开始传导电流并将电容器充电至峰值电压的大小。当输入电压接近正周期时，电容器继续保持电荷。在负周期，输出电压为0V，或者精确地为0.7V，这是二极管的结电压。
在下一个正周期，二极管再次置于反向偏置状态。二极管开路。但是，电容器在前一个循环中被充电到最大输入电压幅度。现在，电荷将通过负载电阻释放，同时在输入端施加正电压峰值。输入电压和电容器中存储的电荷均会导致输出电压下测得的幅度翻倍。
但是，负钳位电路又如何呢？通过仅反转二极管的方向，您将获得一个反向工作的交流电平转换器。
钳位二极管的瞬态保护
钳位二极管并不仅仅与基线电压漂移有关。它们可以缓解瞬态事件，特别是ESD和雷电浪涌。例如，当输入电压升至高于Vh时，D1正向偏置。因此，过多的电流而不是负载流经D1。通常在二极管之前放置一个限流电阻，以确保二极管在极限范围内工作。
当输入电压降至VL以下时，这同样适用，然后将激活D2。通过将过多的电流从负载上带走并使电压保持在Vh以下，这些二极管有助于防止瞬态电压损坏组件。
通常，选择具有更大电流处理能力，低结电压和快速导通时间的二极管来进行ESD或电涌保护。限流电阻器还必须能够在大量电流通过时禁用大量的热量。