在非反相的理想化二极管电路中,很难实现箝位电路,不可避免输出饱和在负电位上的现象。因此,一般的理想化二极管由如图1所示的反相电路构成。
图1 反相理想二极管的构成
这个电路在输入为正电位时二极管d1导通,op放大器的输出由于二极管的正向电压(-vf)而几乎饱和。此时二极管d1因-vf,而被逆偏置,电路的输出电阻ro为10kω。
输入为负电位时,二极管d1不导通,这次二极管d2被正向偏置,输出电阻ro变为极小值.而且,op放大器的输出波形由于箝位二极管的插入,而不能变成-vf以下的负电位,所以很难受到通过速率的限制,能够高速化。
追求高速性的时候,d1、d2使用正向电压小的肖特基二极管较好。另外,所用的op放大器也需要为高速类型。作为高速op放大器,应用较广泛的电流反馈型op放大器由于受到周边电阻值的制约,很难适用于理想化的二极管电路。这里用lm6361n进行实验。在高速电路中,减小电路的杂散电容很重要,反馈电阻值也应该是个小值。
图2是提高输入频率为500khz(zvp-p)时的op放大器的输出波形。正输入时被箝位在约-0.5v,负输入时变成+1.51v的峰值,这是在信号的峰值上加上了二极管d2的正向电压vf,而得的电位。在输出波形的上升部分存在若干的非线性是由op放大器开环频率特性的限制而引起的。
图2反相理想二极管电路的op放大器输出波形
图3是通过二极管时的输出波形。当f=500khz,上升的波形变差。箭头所指为饱和状态向线性动作的过渡。要想使波形变得稍微平滑一些,则应使用正向电压vf,小的肖特基二极管。
图3 反相理想二极管电路的二极管输出波形
当输入频率为f=2mhz时,波形变形很大的输出波形如图4所示。此种波形已经不能认为是半波整流波形。峰值附近波形的混乱是由于受到示波器的探头的影响。
图4反相理想二极管电路的二极管输出波形
从负输入变成峰值时的延时是由于op放大器的输出响应不好,如果将op放大器换成更高速的,则具有改善的可能性。
来源:花语花屋