ダイオードのクリッパ回路の動作原理

この記事で書いていること

ここでは、ダイオードの持つ特徴を利用したクリッパ回路の説明をします。

目次

ダイオードの特徴

■ 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の動作原理

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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