二極管鉗位保護(hù)電路，老被工程師忽視
二極管，作為一個(gè)基本的電子元器件，在許多電子電路系統(tǒng)項(xiàng)目中均有所應(yīng)用。然而接觸了許多硬件開(kāi)發(fā)工程師后，我發(fā)現(xiàn)一些二極管常用的經(jīng)典電路還有不被熟悉，不被使用。今天就和小伙伴們一起研究下一個(gè)被工程師忽視的二極管鉗位保護(hù)電路特性。
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什么是二極管？
二極管本質(zhì)是一個(gè)PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，電流只能從二極管的陽(yáng)極流向陰極，且一般的導(dǎo)通壓降為0.7V左右。
二極管電路符號(hào)
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二極管鉗位保護(hù)電路
二極管鉗位保護(hù)電路
此電路是二極管的鉗位保護(hù)電路，使Vin電壓被鉗位在VCC與GND之間；具體的工作原理：
當(dāng)Vin電壓大于VCC時(shí)，顯然D2二極管導(dǎo)通，D1二極管截止關(guān)閉，Vout輸出的電壓等于VCC+0.7V；
當(dāng)Vin電壓在VCC與GND之間時(shí)，則D1與D2二極管均截止關(guān)閉，Vout輸出的電壓等于Vin；
當(dāng)Vin電壓小于GND時(shí)，那么D1二極管導(dǎo)通，D2二極管截止關(guān)閉，Vout輸出的電壓等于GND-0.7V；
因此無(wú)論外界的輸入電壓Vin為多少，輸出的電壓Vout始終被鉗位限定在VCC+0.7與GND-0.7之間，這樣就保護(hù)Vout連接的后級(jí)電路，以免過(guò)壓損壞其他元器件。
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應(yīng)用電路場(chǎng)景
3.1 單片機(jī)的IO引腳保護(hù)：如外部輸入單片機(jī)內(nèi)部的模擬量信號(hào)，為了防止模擬量信號(hào)過(guò)壓沖擊IO引腳內(nèi)部電路，需要引入二極管的鉗位保護(hù)電路；如果單片機(jī)內(nèi)部已集成此保護(hù)電路，則可以直接省去。
單片機(jī)內(nèi)部集成圖
3.2 電平轉(zhuǎn)換：在不同的電路系統(tǒng)中，如A電路系統(tǒng)是5V邏輯電平，B電路系統(tǒng)是3.3V邏輯電平，那么AB兩個(gè)電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信則需要邏輯電平轉(zhuǎn)換，否則5V會(huì)損壞3.3V電源器件；此邏輯電平的轉(zhuǎn)換就可以通過(guò)簡(jiǎn)單的二極管鉗位電路便可以實(shí)現(xiàn)，無(wú)需額外增加芯片。
二極管電平轉(zhuǎn)換電路
這些就是有關(guān)二極管的鉗位保護(hù)電路應(yīng)用，你現(xiàn)在學(xué)會(huì)了嗎？
