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2011年5月17日 (火)

リミッターダイオードを使う

リミッターダイオードとは
ダイオードの順方向の電流特性を利用して、順方向電圧(Vf)以下ではほとんど電流が流れない状態を通常使用状態として、過大な入力時にVfを越えて電流が流れ、結果として出力に過大な電圧を通過させない働きをします。振幅を制限するリミッターとしてダイオードを使用しています。
ハード的には
Limiter
 交流信号に制限をしたい場合は、正負両方にダイオードが必要です。右図の上側は Vf以下の信号を通過させる場合に使用できる回路で、主に高周波信号や1V以下の小信号伝送時の保護に使います。ダイオードをショットキーバリアダイオードなどに変えれば 0.1V〜0.5V程度の振幅に制限することが出来ます。高周波で使用する場合はダイオードの容量に注意しないと直流的にはONしなくても、高周波的にマッチングがくるう恐れがあります。
 下側は主にデジタル回路の過電圧入力に使われるリミッターですが、ダイオードを電源(Vdd)とGNDにそれぞれ接続することによって、Vdd+Vf 以上の場合や -Vfの場合にダイオードがONして電圧を制限します。それぞれのダイオードが繋がる電圧を変えることで任意の電圧に制限することが出来ます。
ソフト的には
 ダイオード以外に過電圧を保護する素子に、サージアブソーバーがあります。最近では半導体で小型なものが出来ています。面実装のガスアレスタなど、入力保護用の素子については入力保護のはなしを参照下さい。


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コメント

最近高周波回路を勉強しだした者です。ダイオードには逆回復時間があると思うのですが、リミッターダイオードではどのようにこれを解決しているのでしょうか?100MHz付近の高周波だとどうしてもすり抜けてしまう気がして悩んでます。
リミッタ回路にPINダイオードがよく使われる理由もわからず‥(スイッチング回路なら理解できるのですが)
よろしくお願いします

投稿: 高周波初心者 | 2015年9月26日 (土) 13時13分

リミッターなどは電波を整流するのが目的で無く、ある電圧レベル以上になったら導通してONさせる(このとき整流効果は不要)ので、ONしたときにどれくらいGNDにシュートできるかや、通常ONしないときに不要な容量でロスを発生させない方が重要です。
高周波分野では逆回復時間よりは、接合容量(残留容量)や通過抵抗が重要になってきます。 800MHzで使うリミッタダイオードでも逆回復時間は 70nS 程度です。例えば HF帯に使うアンテナスイッチ用のダイオードなどは、整流用のものでも使えます。(ONしたときに信号を切っては困るので、かえって高周波的には整流性能は必要ない)

投稿: SUDOTECK | 2015年9月26日 (土) 14時56分

高周波のダイオードの動きを知るのに以下のページも参考にしてください。

450MHz TX PowerModule & TX/RXDiode SW
http://sudoteck.way-nifty.com/blog/2012/08/450mhz-tx-power.html

整流用ダイオードで RFスイッチのはなし
http://sudoteck.way-nifty.com/blog/2012/09/rf-f788.html

投稿: SUDOTECK | 2015年9月26日 (土) 15時09分

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