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डायोड क्लिपिंग सर्किट और डायोड क्लिपर

डायोड

इनपुट सिग्नल की यह क्लिपिंग एक उत्पादन करती हैआउटपुट तरंग जो इनपुट के एक चपटा संस्करण जैसा दिखता है। उदाहरण के लिए, हाफ-वेव रेक्टिफायर एक क्लिपर सर्किट है, क्योंकि शून्य से नीचे के सभी वोल्टेज समाप्त हो जाते हैं।

परंतु डायोड क्लिपिंग सर्किट संशोधित करने के लिए विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों का उपयोग किया जा सकता हैसिग्नल और शोट्की डायोड्स का उपयोग करके एक इनपुट वेवफॉर्म या जेनर डायोड का उपयोग करके ओवर-वोल्टेज सुरक्षा प्रदान करना सुनिश्चित करने के लिए कि आउटपुट वोल्टेज कभी भी उच्च वोल्टेज स्पाइक्स से सर्किट की रक्षा करने वाले एक निश्चित स्तर से अधिक नहीं होता है। फिर डायोड क्लिपिंग सर्किट का उपयोग वोल्टेज सीमित करने वाले अनुप्रयोगों में किया जा सकता है।

हमने अंदर देखा संकेत डायोड ट्यूटोरियल है कि जब एक डायोड आगे है पक्षपातीकरंट को वोल्टेज क्लैंपिंग से गुजरने की अनुमति देता है। जब डायोड रिवर्स बायस्ड होता है, तो कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है और इसके टर्मिनलों पर वोल्टेज अप्रभावित रहता है, और यह डायोड क्लिपिंग सर्किट का मूल संचालन है।

हालाँकि क्लिप वोल्टेज को डायोड करने के लिए इनपुट वोल्टेज का कोई भी तरंग आकार हो सकता है, हम यहाँ मानेंगे कि इनपुट वोल्टेज साइनसोइडल है। नीचे दिए गए सर्किट पर विचार करें।

सकारात्मक डायोड क्लिपिंग सर्किट

सकारात्मक डायोड क्लिपिंग सर्किट

इस डायोड क्लिपिंग सर्किट में, डायोड हैसाइनसॉइडल इनपुट तरंग के सकारात्मक आधे चक्र के दौरान फॉरवर्ड बायस्ड (कैथोड की तुलना में अधिक सकारात्मक)। डायोड के लिए आगे पक्षपाती होने के लिए, इसमें इनपुट वोल्टेज परिमाण +0.7 वोल्ट (एक जर्मेनियम डायोड के लिए 0.3 वोल्ट) से अधिक होना चाहिए।

जब ऐसा होता है तो डायोड का संचालन शुरू हो जाता हैऔर जब तक sinusoidal तरंग इस मूल्य से नीचे गिर जाता है, तब तक 0.7V पर स्थिर वोल्टेज जारी रखता है। इस प्रकार डायोड में जो आउटपुट वोल्टेज लिया जाता है वह कभी भी सकारात्मक आधे चक्र के दौरान 0.7 वोल्ट से अधिक नहीं हो सकता है।

नकारात्मक आधे चक्र के दौरान, डायोड हैरिवर्स बायस्ड (एनोड की तुलना में अधिक सकारात्मक कैथोड) स्वयं के माध्यम से वर्तमान प्रवाह को अवरुद्ध करता है और परिणामस्वरूप साइनसोइडल वोल्टेज के नकारात्मक आधे हिस्से पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है जो भार से गुजरता है। इस प्रकार डायोड इनपुट तरंग के सकारात्मक आधे को सीमित करता है और इसे एक सकारात्मक क्लिपर सर्किट के रूप में जाना जाता है।

नकारात्मक डायोड क्लिपिंग सर्किट

नकारात्मक डायोड क्लिपिंग सर्किट

यहाँ उल्टा सच है। डायोड आगे साइनसॉइडल वेवफॉर्म के नकारात्मक आधे चक्र के दौरान पक्षपाती होता है और पॉजिटिव आधा चक्र को रिवर्स बायस्ड होने पर पॉज़िटिव आधा चक्र पास करने की अनुमति देते हुए इसे –0.7 वोल्ट तक सीमित या क्लिप करता है। चूंकि डायोड इनपुट वोल्टेज के नकारात्मक आधे चक्र को सीमित करता है इसलिए इसे नकारात्मक क्लिपर सर्किट कहा जाता है।

दोनों हाफ साइकल की क्लिपिंग

डायोड क्लिपिंग सर्किट

यदि हम व्युत्क्रम में दो डायोड को समानांतर रूप से जोड़ते हैं, तो सकारात्मक और नकारात्मक दोनों चक्रों को डायोड डी के रूप में जोड़ा जाएगा1 डायोड डी करते समय साइनसोइडल इनपुट तरंग के सकारात्मक आधे चक्र को क्लिप करता है2 नकारात्मक आधे चक्र को क्लिप करता है। फिर डायोड क्लिपिंग सर्किट का उपयोग सकारात्मक आधा चक्र, नकारात्मक आधा चक्र या दोनों को क्लिप करने के लिए किया जा सकता है।

आदर्श डायोड के लिए ऊपर आउटपुट तरंग होगाशून्य हो। हालाँकि, डायोड के पार बायस वोल्टेज ड्रॉप के कारण वास्तविक कतरन बिंदु क्रमशः +0.7 वोल्ट और -0.7 वोल्ट पर होता है। लेकिन हम इस maximum 0.7V सीमा को किसी भी मूल्य तक बढ़ा सकते हैं जो हम अधिकतम मूल्य तक चाहते हैं, (V)चोटी) सिनुएसोइडल वेवफॉर्म की या तो श्रृंखला में अधिक डायोड को एक साथ जोड़कर 0.7 वोल्ट के गुणक बना रहे हैं, या डायोड में वोल्टेज पूर्वाग्रह जोड़कर।

बायोडेड डायोड क्लिपिंग सर्किट

विभिन्न स्तरों पर वोल्टेज तरंग के लिए डायोड क्लिपिंग सर्किट का उत्पादन करने के लिए, एक पूर्वाग्रह वोल्टेज, वीपूर्वाग्रह दिखाया गया है एक संयोजन क्लिप का उत्पादन करने के लिए डायोड के साथ श्रृंखला में जोड़ा गया है। श्रृंखला संयोजन में वोल्टेज V से अधिक होना चाहिएपूर्वाग्रह डायोड से पहले 0.7V पर्याप्त रूप से आगे की ओर अग्रसर होता है। उदाहरण के लिए, यदि वीपूर्वाग्रह स्तर 4.0 वोल्ट पर सेट किया गया है, तो डायोड के एनोड टर्मिनल पर साइनसोइडल वोल्टेज से अधिक होना चाहिए 4.0 + 0.7 = 4.7 वोल्ट आगे के लिए पक्षपाती हो जाना। इस पूर्वाग्रह बिंदु के ऊपर कोई भी एनोड वोल्टेज का स्तर बंद हो जाता है।

सकारात्मक पूर्वाग्रह डायोड क्लिपिंग

सकारात्मक पूर्वाग्रह डायोड क्लिपिंग सर्किट

इसी तरह, डायोड और बैटरी पूर्वाग्रह वोल्टेज को उलट कर, जब एक डायोड उत्पादन तरंग के नकारात्मक आधे चक्र को एक स्तर तक ले जाता है,पूर्वाग्रह - 0.7V दिखाया गया है।

नकारात्मक पूर्वाग्रह डायोड क्लिपिंग

नकारात्मक पूर्वाग्रह डायोड क्लिपिंग सर्किट

एक चर डायोड क्लिपिंग या डायोड सीमित स्तरडायोड के पूर्वाग्रह वोल्टेज को अलग करके प्राप्त किया जा सकता है। यदि सकारात्मक और नकारात्मक दोनों चक्रों को क्लिप करना है, तो दो पक्षपाती क्लिपिंग डायोड का उपयोग किया जाता है। लेकिन सकारात्मक और नकारात्मक दोनों डायोड क्लिपिंग के लिए, पूर्वाग्रह वोल्टेज समान नहीं होना चाहिए। सकारात्मक पूर्वाग्रह वोल्टेज एक स्तर पर हो सकता है, उदाहरण के लिए 4 वोल्ट और दूसरे पर नकारात्मक पूर्वाग्रह वोल्टेज, उदाहरण के लिए 6 वोल्ट दिखाए गए हैं।

विभिन्न पूर्वाग्रह स्तरों के डायोड क्लिपिंग

बायस डायोड क्लिपिंग सर्किट

जब सकारात्मक आधे चक्र का वोल्टेज +4.7 वी तक पहुंच जाता है, तो डायोड डी1 कंडक्टर और तरंग को +4.7 वी। डायोड डी पर सीमित करता है2 वोल्टेज तक पहुंचने तक आचरण नहीं करता है -6.7 वी। इसलिए, सभी सकारात्मक वोल्टेज +4.7 वी से ऊपर और नीचे नकारात्मक वोल्टेज -6.7 वी स्वचालित रूप से क्लिप होते हैं।

पक्षपाती डायोड क्लिपिंग सर्किट का लाभयह है कि यह आउटपुट सिग्नल को इनपुट तरंग के दोनों आधे चक्रों के लिए प्रीसेट वोल्टेज की सीमा से अधिक होने से रोकता है, जो एक शोर सेंसर या एक बिजली की आपूर्ति के सकारात्मक और नकारात्मक आपूर्ति रेल से इनपुट हो सकता है।

यदि डायोड क्लिपिंग का स्तर बहुत कम है या इनपुट तरंग बहुत बढ़िया है तो दोनों तरंगों की चोटियों का उन्मूलन एक चौकोर-लहर के आकार की तरंग के साथ समाप्त हो सकता है।

जेनर डायोड क्लिपिंग सर्किट

पूर्वाग्रह वोल्टेज के उपयोग का अर्थ है कि राशिजो वोल्टेज तरंग बंद हो जाती है, उसे सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। लेकिन वोल्टेज बायस्ड डायोड क्लिपिंग सर्किट का उपयोग करने का एक मुख्य नुकसान यह है कि उन्हें अतिरिक्त ईएमएफ बैटरी स्रोत की आवश्यकता होती है जो समस्या हो सकती है या नहीं।

अतिरिक्त ईएमएफ आपूर्ति की आवश्यकता के बिना पक्षपाती डायोड क्लिपिंग सर्किट बनाने का एक आसान तरीका जेनर डायोड का उपयोग करना है।

जैसा कि हम जानते हैं, जेनर डायोड एक अन्य प्रकार का हैडायोड जिसे विशेष रूप से इसके रिवर्स बायस्ड ब्रेकडाउन क्षेत्र में संचालित करने के लिए निर्मित किया गया है और जैसे कि वोल्टेज विनियमन या जेनर डायोड क्लिपिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जा सकता है। आगे के क्षेत्र में, ज़ेनर एक साधारण सिलिकॉन डायोड की तरह कार्य करता है, जो 0.7V (700mV) के आगे वोल्टेज ड्रॉप के साथ संचालित होता है, ऊपर जैसा ही है।

हालांकि, रिवर्स पूर्वाग्रह क्षेत्र में, वोल्टेजजेनर डायोड ब्रेकडाउन वोल्टेज तक पहुंचने तक अवरुद्ध है। इस बिंदु पर, जेनर के माध्यम से रिवर्स करंट तेजी से बढ़ता है लेकिन जेनर वोल्टेज, वीजेड डिवाइस में निरंतर बनी रहती है भले ही जेनर करंट, आईजेड भिन्न होता है।

फिर हम दिखाए गए तरंग के कतरन के लिए इस ज़ेनर क्रिया को अच्छे प्रभाव में डाल सकते हैं।

जेनर डायोड क्लिपिंग

जेनर डायोड क्लिपिंग सर्किट

जेनर डायोड एक पक्षपाती डायोड की तरह काम कर रहा हैजेनर ब्रेकडाउन वोल्टेज के बराबर बायस वोल्टेज के साथ क्लिपिंग सर्किट। इस सर्किट में तरंग के पॉजिटिव आधे के दौरान जेनर डायोड रिवर्स बायस्ड होता है इसलिए वेवफॉर्म को जेनर वोल्टेज, VZD1। नकारात्मक आधे चक्र के दौरान जेनर अपने सामान्य 0.7V जंक्शन मूल्य के साथ एक सामान्य डायोड की तरह कार्य करता है।

हम ज़ेनर डायोड रिवर्स-वोल्टेज विशेषताओं का उपयोग करके इस विचार को और विकसित कर सकते हैं, जैसा कि दिखाए गए बैक-टू-बैक जेनर डायोड्स श्रृंखला का उपयोग करके एक तरंग के दोनों हिस्सों को क्लिप करने के लिए किया जाता है।

फुल-वेव जेनर डायोड क्लिपिंग

फुल वेव जेनर डायोड क्लिपिंग

पूर्ण तरंग जेनर डायोड से आउटपुट तरंगक्लिपिंग सर्किट पिछले वोल्टेज बायस्ड डायोड क्लिपिंग सर्किट से मिलता जुलता है। आउटपुट तरंग को जेनर वोल्टेज और अन्य डायोड के 0.7V फॉरवर्ड वोल्ट ड्रॉप में जोड़ा जाएगा। इसलिए, उदाहरण के लिए, पॉजिटिव आधा चक्र ज़ेनर डायोड, जेडडी के योग में क्लिप किया जाएगा1 जेडडी से प्लस 0.7 वी2 और नकारात्मक आधे चक्र के लिए इसके विपरीत।

जेनर डायोड एक विस्तृत श्रृंखला के साथ निर्मित होते हैंवोल्टेज का उपयोग और प्रत्येक आधे चक्र पर अलग-अलग वोल्टेज संदर्भ देने के लिए उपयोग किया जा सकता है, ऊपर जैसा। जेनर डायोड ज़ेनर ब्रेकडाउन वोल्टेज के साथ उपलब्ध हैं, वीजेड 2 से लेकर।4 से 33 वोल्ट, 1 या 5% की विशिष्ट सहिष्णुता के साथ। ध्यान दें कि एक बार रिवर्स ब्रेकडाउन क्षेत्र में संचालन करने पर, पूर्ण वर्तमान जेनर डायोड के माध्यम से बहेगा ताकि एक उपयुक्त वर्तमान सीमित अवरोधक, आर1 चुना जाना चाहिए।

डायोड क्लिपिंग सारांश

साथ ही रेक्टिफायर के रूप में इस्तेमाल किया जा रहा है, डायोडयह भी एक विशेष डीसी स्तर पर एक तरंग के ऊपर, या नीचे, या दोनों को क्लिप करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और इसे विरूपण के बिना आउटपुट में पास किया जाता है। ऊपर या उदाहरणों में हमने मान लिया है कि तरंग sinusoidal है, लेकिन सिद्धांत रूप में किसी भी आकार के इनपुट तरंग का उपयोग किया जा सकता है।

डायोड क्लिपिंग सर्किट आयाम शोर या वोल्टेज को खत्म करने के लिए उपयोग किया जाता हैस्पाइक्स, वोल्टेज विनियमन या मौजूदा सिग्नल से नए तरंगों का उत्पादन करने के लिए जैसे कि एक आयताकार तरंग की चोटियों को दूर करने के लिए आयताकार तरंग के रूप में ऊपर देखा गया है।

"डायोड क्लिपिंग" का सबसे आम अनुप्रयोगस्विचिंग ट्रांजिस्टर फॉर्म रिवर्स वोल्टेज मरीजों की सुरक्षा के लिए एक प्रेरक भार के समानांतर समानांतर में जुड़ा हुआ एक चक्का या मुफ्त-पहिया डायोड है।

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