리미터 및 전압 배율기

클리퍼 및 클램퍼와 같은 파형 형성 회로와 함께 다이오드는 제한 기 및 전압 배율기와 같은 다른 회로를 구성하는 데 사용되며이 장에서 설명합니다. 다이오드는 또한 정류기로 알려진 또 다른 중요한 애플리케이션을 가지고 있습니다. 이에 대해서는 나중에 설명합니다.

제한 기

이 클리퍼와 클램퍼를 거치면서 자주 접하는 또 다른 이름은 리미터 회로입니다. ㅏlimiter 회로는 출력 전압이 미리 결정된 값을 초과하는 것을 제한하는 회로로 이해할 수 있습니다.

이것은 신호의 지정된 값을 초과하는 것을 허용하지 않는 다소 클리퍼 회로입니다. 실제로 클리핑은 극단적 인 제한 범위라고 할 수 있습니다. 따라서 제한은 부드러운 클리핑으로 이해 될 수 있습니다.

다음 이미지는 리미터 회로의 몇 가지 예를 보여줍니다.

리미터 회로의 성능은 전달 특성 곡선에서 이해할 수 있습니다. 이러한 곡선의 예는 다음과 같습니다.

리미터 특성을 나타내는 그래프에 하한 및 상한이 지정되어 있습니다. 이러한 그래프의 출력 전압은 다음과 같이 이해할 수 있습니다.

$$ V_ {0} = L _ {-}, KV_ {i}, L _ {+} $$

어디

$$ L _ {-} = V_ {i} \ leq \ frac {L _ {-}} {k} $$

$$ KV_ {i} = \ frac {L _ {-}} {k} <V_ {i} <\ frac {L _ {+}} {k} $$

$$ L _ {+} = V_ {i} \ geq \ frac {L _ {+}} {K} $$

제한 기의 유형

다음과 같은 몇 가지 유형의 제한 기가 있습니다.

Unipolar Limiter −이 회로는 신호를 한 방향으로 제한합니다.
Bipolar Limiter −이 회로는 신호를 양방향으로 제한합니다.
Soft Limiter − 입력이 약간 변경 되어도이 회로에서 출력이 변경 될 수 있습니다.
Hard Limiter − 입력 신호의 변화에 따라 출력이 쉽게 변하지 않습니다.
Single Limiter −이 회로는 제한을 위해 하나의 다이오드를 사용합니다.
Double Limiter −이 회로는 제한을 위해 2 개의 다이오드를 사용합니다.

전압 배율기

경우에 따라 전압을 곱해야하는 애플리케이션이 있습니다. 이것은 다이오드와 커패시터를 사용하는 간단한 회로의 도움으로 쉽게 수행 할 수 있습니다. 전압이 두 배가되면 이러한 회로를 Voltage Doubler라고합니다. 이것은 높은 DC 전압을 얻기 위해 Voltage Tripler 또는 Voltage Quadrupler 등으로 확장 될 수 있습니다.

더 나은 이해를 위해 전압에 2의 계수를 곱하는 회로를 고려해 보겠습니다.이 회로는 Voltage Doubler. 다음 그림은 전압 배가 회로를 보여줍니다.

인가되는 입력 전압은 아래 그림과 같이 사인파 형태의 AC 신호입니다.

일

전압 배율기 회로는 입력 신호의 각 반주기를 분석하여 이해할 수 있습니다. 각 사이클은 다이오드와 커패시터가 다른 방식으로 작동하게합니다. 이것을 이해하려고 노력합시다.

During the first positive half cycle− 입력 신호가인가되면 커패시터 $ C_ {1} $가 충전되고 다이오드 $ D_ {1} $는 순방향 바이어스됩니다. $ D_ {2} $ 다이오드는 역 바이어스되고 커패시터 $ C_ {2} $는 충전되지 않습니다. 그러면 $ V_ {0} $ 출력이 $ V_ {m} $가됩니다.

이것은 다음 그림에서 이해할 수 있습니다.

따라서 0 ~ $ \ pi $ 동안 생성되는 출력 전압은 $ V_ {max} $가됩니다. $ C_ {1} $ 커패시터는 순방향 바이어스 다이오드 $ D_ {1} $를 통해 충전되어 출력을 제공하지만 $ C_ {2} $는 충전되지 않습니다. 이 전압은 출력에 나타납니다.

During the negative half cycle− 그 후 음의 반주기에 도달하면 다이오드 $ D_ {1} $가 역 바이어스되고 다이오드 $ D_ {2} $가 순방향 바이어스됩니다. $ D_ {2} $ 다이오드는이 과정에서 충전되는 커패시터 $ C_ {2} $를 통해 전하를받습니다. 그런 다음 전류는 방전되는 커패시터 $ C_ {1} $를 통해 흐릅니다. 다음 그림에서 이해할 수 있습니다.

따라서 $ \ pi $ ~ $ 2 \ pi $ 동안 커패시터 $ C_ {2} $의 전압은 $ V_ {max} $가됩니다. 완전히 충전 된 커패시터 $ C_ {1} $는 방전되는 경향이 있습니다. 이제 두 커패시터의 전압이 함께 출력에 표시됩니다. 이는 $ 2V_ {max} $입니다. 따라서이 사이클 동안의 출력 전압 $ V_ {0} $은 $ 2V_ {max} $입니다.

During the next positive half cycle− 커패시터 $ C_ {1} $는 전원에서 충전되고 다이오드 $ D_ {1} $는 순방향 바이어스됩니다. 커패시터 $ C_ {2} $는 방전 방법을 찾지 못하고 다이오드 $ D_ {2} $가 역 바이어스되기 때문에 전하를 유지합니다. 이제이 사이클의 출력 전압 $ V_ {0} $는 출력에 함께 나타나는 두 커패시터의 전압, 즉 $ 2V_ {max} $를 가져옵니다.

During the next negative half cycle− 다음 음의 반주기는 커패시터 $ C_ {1} $가 완전히 충전 된 상태에서 다시 방전되고 $ D_ {1} $ 다이오드가 바이어스를 역방향으로 전환하는 반면 $ D_ {2} $ 순방향 및 커패시터 $ C_ {2} $ 전압을 유지하기 위해 추가로 충전합니다. 이제이 사이클의 출력 전압 $ V_ {0} $는 출력에 함께 나타나는 두 커패시터의 전압, 즉 $ 2V_ {max} $를 가져옵니다.

따라서 출력 전압 $ V_ {0} $은 작동하는 동안 $ 2V_ {max} $로 유지되며, 이로 인해 회로 전압이 두 배가됩니다.

전압 배율기는 주로 높은 DC 전압이 필요한 곳에 사용됩니다. 예를 들어, 음극선 관 및 컴퓨터 디스플레이.