在這篇文章中，小編將對鉗位二極管的相關內(nèi)容和情況加以介紹以幫助大家增進對它的了解程度，和小編一起來閱讀以下內(nèi)容吧。

一、鉗位二極管

鉗位二極管，也被稱為保護二極管或壓擺二極管，是一種具有特殊電壓響應特性的電子元件。它的主要作用是在電路中限制某點的電位，防止電壓過大導致電路元件損壞。當電路中的電壓超過鉗位二極管設定的鉗位電壓時，二極管會自動導通，將電壓鉗制在預定水平，從而保護電路中的其他元件。

鉗位二極管的工作原理基于其正向?qū)ㄌ匦浴Ｔ谡蚬ぷ鳡顟B(tài)下，當輸入電壓小于鉗位電壓時，鉗位二極管處于截止狀態(tài)，相當于一個開路；而當輸入電壓超過鉗位電壓時，二極管開始導通，將電壓限制在鉗位電壓附近。這種特性使得鉗位二極管在電路中具有很好的保護作用。

鉗位二極管的功率因型號和應用場景而異。其中，瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS）作為一種高效的電路保護器件，能吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率。TVS二極管在反向應用條件下，當承受一個高能量的大脈沖時，其工作阻抗會立即降至極低的導通值，允許大電流通過，并將電壓鉗制在預定水平。這種特性使得TVS二極管在防雷擊、防過電壓、抗干擾等方面具有顯著效果。

二、箝位二極管電路如何用于保護GPIO

GPIO的內(nèi)部電路結構采用箝位二極管電路，如下圖所示。其功能是防止來自外部I/O引腳的電壓輸入過高或過低而對內(nèi)部電路造成損壞。如果來自Pin的信號輸入電壓超過VDD加上上二極管的導通壓降，二極管將導通，多余的電流將被吸引到VDD，而輸入到內(nèi)部的實際信號電壓不會超過VDD+0.7V。如果來自Pin的信號電壓輸入低于VSS，則由于較低二極管的影響，實際輸入內(nèi)部信號電壓將被箝位至VSS-0.7V左右。

GPIO的基準電源VDD由鉗位二極管D1的陰極拉起，箝位二極管D2的陽極連接到GND。

當輸出電壓大于VDD時;D1導通，D2關斷，引腳電壓為VDD（忽略二極管導通壓降）;

當輸入電壓小于GND時;D1關斷，D2導通，引腳電壓為GND（忽略二極管的導通壓降）;

因此，輸入電壓范圍可以控制在［GND，VDD］之間，以保護引腳免受損壞。如何確定 GPIO 是否損壞？方法如下：

首先，將萬用表調(diào)整到二極管位置，將紅色測試引線連接到主板的GND，并將黑色測試引線連接到測試GPIO引腳。此時，是測量二極管D2是否損壞。測試值是二極管的導通值，一般范圍為0.4-0.6V。超出此范圍就是二極管擊穿。

其次，將紅色測試引線連接到測試 GPIO 引腳，將黑色測試引線連接到 GND。此時，是測量二極管D1是否損壞。

添加箝位二極管可以保護微控制器的輸入和輸出端口。如上圖所示，增加兩個肖特基二極管作為鉗位二極管，可以有效防止GPIO被靜電擊穿。當電壓大于VDD時，D1導通，靜電通過D1釋放到VDD;當電壓小于GND時，D2導通，靜電通過D2釋放到GND。由于需要快速釋放靜電，一般選擇肖特基二極管或快速開關二極管作為箝位二極管。

以上所有內(nèi)容便是小編此次為大家?guī)淼挠嘘P鉗位二極管的所有介紹，如果你想了解更多有關它的內(nèi)容，不妨在我們網(wǎng)站進行探索哦。