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Circuitos de recorte de diodo y cortadora de diodo

Diodos

Este recorte de la señal de entrada produce unForma de onda de salida que se asemeja a una versión aplanada de la entrada. Por ejemplo, el rectificador de media onda es un circuito clipper, ya que se eliminan todos los voltajes por debajo de cero.

Pero Circuitos de recorte de diodo Se puede utilizar una variedad de aplicaciones para modificar.una forma de onda de entrada con señal y diodos Schottky o para proporcionar protección contra sobretensión con diodos Zener para garantizar que la tensión de salida nunca exceda un cierto nivel que protege el circuito de picos de alta tensión. Luego, los circuitos de recorte de diodos se pueden usar en aplicaciones de limitación de voltaje.

Vimos en el Diodos de señal tutorial de que cuando un diodo está hacia delante sesgadoPermite que la corriente pase a través de sí misma, sujetando el voltaje. Cuando el diodo tiene polarización inversa, no fluye corriente a través de él y el voltaje a través de sus terminales no se ve afectado, y esta es la operación básica del circuito de recorte del diodo.

Aunque la tensión de entrada a los circuitos de saturación del diodo puede tener cualquier forma de onda, supondremos aquí que la tensión de entrada es sinusoidal. Considera los circuitos de abajo.

Circuitos de recorte de diodo positivo

circuitos de recorte de diodo positivo

En este circuito de recorte de diodo, el diodo espolarizado hacia adelante (ánodo más positivo que cátodo) durante el semiciclo positivo de la forma de onda de entrada sinusoidal. Para que el diodo se desvíe hacia delante, debe tener una magnitud de voltaje de entrada mayor que +0.7 voltios (0.3 voltios para un diodo de germanio).

Cuando esto sucede, los diodos comienzan a conducir.y mantiene el voltaje a través de sí mismo a 0,7 V hasta que la forma de onda sinusoidal cae por debajo de este valor. Por lo tanto, la tensión de salida que se toma a través del diodo nunca puede exceder los 0.7 voltios durante el semiciclo positivo.

Durante el semiciclo negativo, el diodo esinversa polarizada (cátodo más positivo que ánodo) bloqueando el flujo de corriente a través de sí mismo y, como resultado, no tiene efecto en la mitad negativa del voltaje sinusoidal que pasa a la carga inalterada. Por lo tanto, el diodo limita la mitad positiva de la forma de onda de entrada y se conoce como un circuito de clip positivo.

Circuitos de recorte de diodo negativo

circuitos de recorte de diodo negativo

Aquí lo contrario es cierto. El diodo está polarizado hacia delante durante el semiciclo negativo de la forma de onda sinusoidal y lo limita o lo ajusta a –0.7 voltios, mientras que permite que el semiciclo positivo pase sin alteración cuando se polariza en reversa. Como el diodo limita el semiciclo negativo de la tensión de entrada, por lo tanto, se denomina circuito clipper negativo.

Recorte de ambos medios ciclos

circuito de recorte de diodo

Si conectáramos dos diodos en paralelo inverso como se muestra, entonces los semiciclos positivo y negativo se recortarán como diodo D1 recorta el semiciclo positivo de la forma de onda de entrada sinusoidal mientras el diodo D2 Recorta el semiciclo negativo. Luego, los circuitos de recorte de diodos se pueden usar para recortar el semiciclo positivo, el semiciclo negativo o ambos.

Para diodos ideales, la forma de onda de salida anterior seríaser cero Sin embargo, debido a la caída de la tensión de polarización directa a través de los diodos, el punto de corte real se produce a +0.7 voltios y –0.7 voltios respectivamente. Pero podemos aumentar este umbral de ± 0.7V a cualquier valor que queramos hasta el valor máximo, (VPICO) de la forma de onda sinusoidal ya sea conectando más diodos en serie creando múltiplos de 0.7 voltios, o agregando una polarización de voltaje a los diodos.

Circuitos de recorte de diodo sesgados

Para producir circuitos de recorte de diodo para formas de onda de voltaje a diferentes niveles, un voltaje de polarización, VPARCIALIDAD se agrega en serie con el diodo para producir una cortadora de combinación como se muestra. El voltaje en la combinación de la serie debe ser mayor que VPARCIALIDAD + 0.7V antes de que el diodo se desvíe lo suficiente hacia adelante para conducir. Por ejemplo, si la VPARCIALIDAD el nivel se establece en 4.0 voltios, entonces el voltaje sinusoidal en el terminal del ánodo del diodo debe ser mayor que 4.0 + 0.7 = 4.7 voltios para que se incline hacia adelante. Cualquier nivel de voltaje del ánodo por encima de este punto de polarización se recorta.

Recorte positivo del diodo de sesgo

circuito de recorte de diodo de polarización positiva

Del mismo modo, al invertir el diodo y la tensión de polarización de la batería, cuando un diodo realiza el semiciclo negativo de la forma de onda de salida, se mantiene en un nivel –VPARCIALIDAD - 0.7V como se muestra.

Recorte de diodo de sesgo negativo

circuito de recorte de diodo de polarización negativa

Un recorte de diodo variable o un nivel límite de diodoSe puede lograr variando la tensión de polarización de los diodos. Si se deben recortar los semiciclos positivo y negativo, entonces se utilizan dos diodos de recorte sesgados. Pero para el recorte de diodo tanto positivo como negativo, la tensión de polarización no necesita ser la misma. La tensión de polarización positiva podría estar en un nivel, por ejemplo, 4 voltios, y la tensión de polarización negativa en otro, por ejemplo, 6 voltios, como se muestra.

Diodo recorte de diferentes niveles de sesgo

circuito de recorte de diodo de polarización

Cuando el voltaje del semiciclo positivo alcanza +4.7 V, el diodo D1 Conduce y limita la forma de onda a +4.7 V. Diodo D2 no conduce hasta que el voltaje llega a –6.7 V. Por lo tanto, todos los voltajes positivos por encima de +4.7 V y los voltajes negativos por debajo de –6.7 V se recortan automáticamente.

La ventaja de los circuitos de recorte de diodos polarizadoses que evita que la señal de salida exceda los límites de voltaje preestablecidos para los dos semiciclos de la forma de onda de entrada, que podría ser una entrada de un sensor ruidoso o los rieles de alimentación positivos y negativos de una fuente de alimentación.

Si los niveles de recorte del diodo son demasiado bajos o la forma de onda de entrada es demasiado grande, la eliminación de ambos picos de forma de onda podría terminar con una forma de onda de forma de onda cuadrada.

Circuitos de recorte de diodo Zener

El uso de una tensión de polarización significa que la cantidadde la forma de onda de tensión que se recorta se puede controlar con precisión. Pero una de las principales desventajas del uso de circuitos de saturación de diodo con polarización de tensión es que necesitan una fuente de batería fem adicional que puede o no ser un problema.

Una forma fácil de crear circuitos de recorte de diodos sesgados sin la necesidad de un suministro de fem adicional es utilizar los diodos Zener.

Como sabemos, el diodo zener es otro tipo dediodo que se ha fabricado especialmente para funcionar en su región de ruptura con polarización inversa y, como tal, se puede utilizar para la regulación de voltaje o aplicaciones de recorte de diodo Zener. En la región delantera, el zener actúa como un diodo de silicio ordinario con una caída de tensión directa de 0.7V (700mV) cuando se realiza la conducción, igual que la anterior.

Sin embargo, en la región de polarización inversa, la tensiónse bloquea hasta que se alcanza la tensión de ruptura de los diodos zener. En este punto, la corriente inversa a través del zener aumenta considerablemente, pero la tensión del zener, VZ a través del dispositivo permanece constante incluso si la corriente Zener, IZ varía

Entonces podemos poner en buen efecto esta acción Zener usándolas para recortar una forma de onda como se muestra.

Recorte de diodo Zener

circuito de recorte de diodo zener

El diodo zener está actuando como un diodo sesgadoCircuito de recorte con la tensión de polarización igual a la tensión de ruptura de Zener. En este circuito durante la mitad positiva de la forma de onda, el diodo Zener está polarizado en sentido inverso, por lo que la forma de onda se recorta a la tensión Zener, VZD1. Durante el semiciclo negativo, el zener actúa como un diodo normal con su valor de unión habitual de 0.7V.

Podemos desarrollar esta idea aún más utilizando las características de voltaje inverso de los diodos zener para cortar ambas mitades de una forma de onda utilizando diodos zener conectados en serie conectados como se muestra.

Recorte de diodo Zener de onda completa

recorte de diodo zener de onda completa

La forma de onda de salida del diodo zener de onda completaLos circuitos de recorte se asemejan a los del circuito de recorte de diodo con polarización anterior. La forma de onda de salida se recortará a la tensión Zener más la caída de voltio de 0,7 V hacia adelante del otro diodo. Así, por ejemplo, el semiciclo positivo se recortará en la suma del diodo zener, ZD1 más 0.7V de ZD2 y viceversa para el semiciclo negativo.

Los diodos Zener se fabrican con una amplia gama.de voltajes y se puede usar para dar diferentes referencias de voltaje en cada medio ciclo, igual que arriba. Los diodos Zener están disponibles con voltajes de ruptura Zener, VZ que van desde 2.4 a 33 voltios, con una tolerancia típica de 1 o 5%. Tenga en cuenta que una vez que se realiza la conducción en la región de ruptura inversa, la corriente completa fluirá a través del diodo Zener, por lo que una resistencia limitadora de corriente adecuada, R1 debe ser elegido.

Resumen de recorte de diodo

Además de ser utilizados como rectificadores, los diodos puedenTambién se puede usar para recortar la parte superior, la parte inferior o ambas formas de onda en un nivel de CC particular y pasarlas a la salida sin distorsión. En o en los ejemplos anteriores, hemos asumido que la forma de onda es sinusoidal pero en teoría se puede usar cualquier forma de onda de entrada con forma.

Circuitos de recorte de diodo Se utilizan para eliminar la amplitud del ruido o la tensión.picos, regulación de voltaje o para producir nuevas formas de onda a partir de una señal existente, tal como cuadrar los picos de una forma de onda sinusoidal para obtener una forma de onda rectangular como se ve arriba.

La aplicación más común de un "recorte de diodo"es como un volante o diodo de rueda libre conectado en paralelo a través de una carga inductiva para proteger el transistor de conmutación en forma de transitorios de voltaje inverso.

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