ダイオードのクリッパ回路の動作原理

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ダイオードのクリッパ回路の動作原理

ダイオードの特性

●ダイオードに順方向バイアスを加える
ダイオードに順方向の電圧を加えると、スイッチが「ON」になった状態になり回路には電流が流れます。

●ダイオードに逆方向バイアスを加える
ダイオードに逆方向の電圧を加えると、スイッチが「OFF」の状態になり回路には電流が流れません。

ダイオードのクリッパ回路

図は直列型のクリッパ回路の例です。この回路を使って動作説明をしていきます。

入力電圧が基準電圧より大きい場合のクリッパ回路の動作

 
$E>V_0$ の場合
入力電圧 $E=10 [V]$ 、基準電圧 $V_0=5 {V}$ とした場合の動作を見てみましょう。

図の、aの電位は $10[V]$ 、cの電位は $5[V]$ なので、ダイオードには順方向バイアスが掛かります。

このため、ダイオードはスイッチが「ON」になり導通状態になります。

したがって、出力電圧は入力電圧 $E=10[V]$ になります。

入力電圧が基準電圧より大きい場合は、基準電圧以上の入力電圧が出力されます。

入力電圧が基準電圧より小さい場合のクリッパ回路の動作

 
$E<V_0$ の場合
入力電圧 $E=2 [V]$ 、基準電圧 $V_0=5 {V}$ とした場合の動作を見てみましょう。

図の、aの電位は $2[V]$ 、cの電位は $5[V]$ なので、ダイオードには逆方向バイアスが掛かります。

このため、ダイオードはスイッチが「OFF」になり開放状態になります。

したがって、出力電圧は $V_0=5[V]$ になります。

入力電圧が基準電圧より小さい場合は、基準電圧が出力されます。

クリッパ回路の出力の波形

この回路の出力波形は、図のように基準電圧 $V_0$ 以上の電圧を出力することが分かります。

クリッパ回路の種類

クリッパ回路には、ベースクリッパ回路とピーククリッパ回路があります。

  • ベースクリッパ回路-基準電圧以上を取り出す回路
  • ピーククリッパ回路-基準電圧以下を取り出す回路

回路の構成として、直列型と並列型のクリッパ回路があります。

以上で「ダイオードのクリッパ回路の動作原理」の説明を終わります。

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