3.5.3. Влияние паразитных емкостей

На работу диодных ограничителей влияют паразитные емкости: междуэлектродная емкость диода СД и емкость С0, которая составляется входной емкостью СВХ последующего устройства и емкостью монтажа СМ. Чтобы выяснить их влияние, предположим, что к входу ограничителя подключен генератор идеальных прямоугольных импульсов: в этом случае действие паразитных емкостей проявляется наиболее наглядно.

Для упрощения примем внутреннее сопротивление генератора равным нулю. Кроме того, учтем, что RH >> RПР (где RПР – прямое сопротивление открытого диода) и обычно С0 >> СД.

1) Схема последовательного ограничителя с указанием этих емкостей изображена на рис. 3.21, а. Каждый скачок напряжения на входе (2Um) делится между емкостями СД и С0 и обусловливает скачок напряжения на выходе

После отпирания диода под воздействием положительного перепада начинается экспоненциальное изменение выходного напряжения (рис. 3.21, б) с постоянной времени t1 = С0RПР, а после запирания диода (при воздействии отрицательного перепада uВХ) – с постоянной времени t2 = С0RH.

2) Схема параллельного диодного ограничителя с указанием емкости С0, шунтирующей нагрузку RH, приведена на рис. 3.21, в, где С0 = СМ + СВХ + СД.

Начнем рассмотрение ее работы с момента, когда на входе действует положительный импульс напряжения с амплитудой Um (рис. 3.21, г). При этом открытый диод шунтирует емкость С0 и напряжение на выходе uВЫХ » 0.

Изменение полярности импульса на входе вызывает запирание диода. После этого емкость С0 заряжается через сопротивление RОГР || RH (RОГР << RH) до напряжения  » Um с постоянной времени

и на выходе экспоненциально устанавливается напряжение  » -Um.

Изменение полярности входного напряжения не вызывает мгновенного отпирания диода, так как между его анодом и катодом есть емкость С0, заряженная до напряжения -Um. Под действием положительного перепада, равного 2Um, емкость С0 начинает перезаряжаться с постоянной времени t » С0RОГР и напряжение на ней стремится к уровню

+Um. В некоторый момент времени  это напряжение достигает нулевого значения – диод отпирается, емкость С0 шунтируется его малым сопротивлением и изменение выходного напряжения прекращается, оставаясь примерно равным нулю.

Так как скорость перезаряда больше скорости заряда, то изменение напряжения на Um происходит за меньшее время, т.е. длительность среза отрицательного выходного импульса меньше длительности фронта.