クリッパー回路

波形のピークを除去する回路は、クリッパーとして知られています。。下の図にネガティブクリッパーを示します。

クラッパー回路動作分析

この回路図は、Xcircuit回路図キャプチャプログラムを使用して作成されました。 Xcircuitは、テキストエディタで挿入された2番目と最後の行のペアを除いて、以下のSPICEネットリスト図を作成しました。

 * SPICE 03437.eps * A K ModelName D1 02ダイオードR12 1 1.0k V1 1 0 SIN（0 5 1k）.modelダイオードd .tran .05m 3m .end

クリッパー：-0.7Vで負のピークをクリップします。

ポジティブハーフサイクル

5 Vピーク入力の正の半サイクルの間、ダイオードは逆バイアスされます。ダイオードは導通しません。まるでダイオードがなかったかのようです。下図の出力V（2）では、正の半サイクルは変化していません。出力の正のピークは実際には入力の正弦波V（1）に重なっているため、わかりやすくするために、入力はプロットで上にシフトされています。 SPICE表示モジュールであるNutmegでは、コマンド「plot v（1）+1）」がこれを実現します。

V（1）+1は実際にはV（1）であり、10 Vptpの正弦波であり、表示をわかりやすくするために1Vオフセットされています。 V（2）出力は、ダイオードD1によって-0.7Vでクリップされます。

負の半サイクル

上の図の正弦波入力の負の半サイクルの間、ダイオードは順方向にバイアスされます。つまり、導通します。正弦波の負の半サイクルが短絡しています。 V（2）の負の半サイクルは、理想的なダイオードの場合、0Vでクリップされます。シリコンダイオードの順方向電圧降下により、波形は-0.7Vでクリップされます。モデルステートメントのパラメータで特に指定されていない限り、スパイスモデルのデフォルトは0.7Vです。ゲルマニウムまたはショットキーダイオードは、より低い電圧でクリップします。

負のクリップされたピーク（上の図）を詳しく調べると、正弦波が-0.7 Vに向かって移動している間、入力にわずかな時間追従することがわかります。クリップアクションは、入力正弦波が-0.7Vを超えた後にのみ有効です。ただし、ほとんどの場合、ダイオードは半サイクル全体にわたって導通していません。

対称クリッパー回路

上の図の既存のダイオードに逆並列ダイオードを追加すると、下の図の対称クリッパーが生成されます。

 * SPICE 03438.eps D1 02ダイオードD220ダイオードR12 1 1.0k V1 1 0 SIN（0 5 1k）.modelダイオードd .tran 0.05m 3m .end

対称クリッパー：逆並列ダイオードは正と負の両方のピークをクリップし、±0.7Vの出力を残します。

ダイオードD1は、前と同じように-0.7Vで負のピークをクリップします。追加のダイオードD2は、正弦波が0.7 Vを超えると、正弦波の正の半サイクルで導通し、順方向ダイオードが降下します。残りの電圧は直列抵抗の両端で降下します。したがって、入力正弦波の両方のピークが下の図でクリップされています。ネットリストは上の図にあります

ダイオードD1は、負のピーク時に導通するため、-0.7Vでクリップします。 D2は正のピークに対して導通し、0.7Vでクリッピングします

ダイオードクリッパーの一般的な形式

ダイオードクリッパーの最も一般的な形式を次の図に示します。理想的なダイオードの場合、クリッピングはクリッピング電圧V1およびV2のレベルで発生します。ただし、電圧源は、実際のシリコンダイオードの0.7Vの順方向降下を考慮して調整されています。ダイオードが導通し始めると、D1は1.3V + 0.7V =2.0Vでクリップします。 D2が導通すると、D2は-2.3V -0.7V =-3.0Vでクリップします。

 * SPICE 03439.eps V1 3 0 1.3 V2 4 0 -2.3 D1 23ダイオードD242ダイオードR12 1 1.0k V3 1 0 SIN（0 5 1k）.modelダイオードd .tran 0.05m 3m .end

D1は、入力正弦波を2Vでクリップします。 -3VでのD2クリップ。

上の図のクリッパーは、両方のレベルをクリップする必要はありません。 1つのダイオードと1つの電圧源で1つのレベルでクリップするには、もう1つのダイオードと電源を取り外します。

ネットリストは上の図にあります。次の図の波形は、出力v（2）でのv（1）のクリッピングを示しています。

D1は2Vで正弦波をクリップします。 -3VでのD2クリップ。

ツェナーダイオードクリッパー

「ツェナーダイオード」セクションには、ツェナーダイオードクリッパー回路もあります。ツェナーダイオードは、ダイオードとDC電圧源の両方を置き換えます。