恒流二極管基本特性

　　恒流二極管是龐大的半導(dǎo)體二極管家族中的一員，它利用多數(shù)載流子的場(chǎng)效應(yīng)原理制造而成，屬于兩端結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，工作原理類(lèi)似于結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。換句話(huà)講，其技術(shù)原理是利用半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的溝道夾斷方式控制并輸出恒定電流的。

　　圖7-1所示是恒流二極管的伏安特性曲線(xiàn)，縱坐標(biāo)表示輸出電流，橫坐標(biāo)表示輸入電壓。坐標(biāo)右面為其正向特性，左面為其反向特性。當(dāng)加在恒流二極管兩端的正向電壓不大于Us時(shí)，電流基本隨電壓線(xiàn)性增長(zhǎng)。一旦電壓超過(guò)Us，電流就不再隨電壓而增長(zhǎng)。魄被稱(chēng)為恒流二極管的飽和電壓或起始電壓，也就是恒流二極管正常工作所必需的最低電壓。但當(dāng)電壓超過(guò)某一定值UB后，電流又會(huì)開(kāi)始增長(zhǎng)，并且會(huì)導(dǎo)致恒流二極管過(guò)熱損壞。UB被稱(chēng)為正向擊穿電壓（簡(jiǎn)稱(chēng)“耐壓”）。當(dāng)正向電壓在Us - UB內(nèi)變化時(shí)，流過(guò)恒流二極管的電流/H幾乎不變，這就是恒流二極管的正常工作區(qū)域。如果給恒流二極管加上反向電壓，即將管子的極性反接，則它的伏安特性曲線(xiàn)與普通硅二極管的正向特性一致。

　　恒流二極管作為一種兩端恒流器件，在實(shí)際應(yīng)用中只要將其按正向工作的極性串接在需要恒流的電路中就可以了。它不僅可以用于各種電子電路中的基準(zhǔn)電流設(shè)定，而且還可直接驅(qū)動(dòng)小功率負(fù)載工作。它能使以往較復(fù)雜的恒流源電路大大簡(jiǎn)化，并改善恒流性能、縮小體積、提高工作可靠性。

　　恒流二極管主要參數(shù)

　　恒流二極管的主要參數(shù)與穩(wěn)壓二極管有著對(duì)偶關(guān)系，讀者可對(duì)比理解，以便加深記憶。初學(xué)者需要掌握的恒流二極管的主要參數(shù)有，

　　①恒定電流（/H）。簡(jiǎn)稱(chēng)恒流值，這是指恒流二極管所能提供的恒定電流數(shù)值，不同型號(hào)的恒流二極管/H。值也不同，使用時(shí)可根據(jù)需要選擇。目前常用的恒流二極管，/H最小的有幾十微安，最大的超過(guò)100mA。

　?、陲柡碗妷海?Us）。也叫起始電壓，這是指恒流二極管進(jìn)入恒流工作區(qū)域所需的最低正向電壓。顯然Us越小越好，它是由工藝和材料決定的，一般在2- 4V，優(yōu)良的產(chǎn)品在1V以下。

　?、蹞舸╇妷海?UB）。簡(jiǎn)稱(chēng)耐壓，這是指恒流二極管能維持恒流工作的最高電壓。UB越大，恒流范圍也越大。當(dāng)工作電壓超過(guò)UB過(guò)多時(shí)，恒流二極管就會(huì)過(guò)熱損壞。常用恒流二極管的正向擊穿電壓為20~100V。

　?、軇?dòng)態(tài)電阻（RH）。這是指恒流二極管工作電壓變化量與恒定電流值變化量之比。顯然，RH越大，說(shuō)明恒流二極管的恒流性能越好。對(duì)于/H較小的恒流二極管，其RH-般可達(dá)數(shù)兆歐；當(dāng)/H較大時(shí)，RH則會(huì)降至數(shù)百千歐，甚至幾千歐。

　　恒流二極管應(yīng)用

　　1、恒流二極管并聯(lián)法擴(kuò)流、串聯(lián)法升壓電路分析

　　使用一只恒流二極管只能提供幾毫安的恒定電流，將幾只恒流二極管并聯(lián)使用，則可以擴(kuò)大輸出電流，如圖7-57（a）所示是恒流二極管并聯(lián)法擴(kuò)流電路，兩只恒流二極管并聯(lián)后電流可擴(kuò)大一倍。但是，將幾只恒流二極管并聯(lián)使用時(shí)，恒流源的起始電壓等于這些管子中的最大值，而正向擊穿電壓則等于這些管子中的最小值。此外，在擴(kuò)展電流的同時(shí)，恒流源的動(dòng)態(tài)阻抗將變小。

　　利用串聯(lián)法可以提升電壓，如圖7-57（b）所示。將幾只性能相同的恒流二極管串聯(lián)使用，

　　可將耐壓值提高到100V以上。假如每只管子的恒流值不等，那么恒流值較小的管子將首先進(jìn)入恒流擾態(tài)。必要時(shí)可紿IH值較小的管子并聯(lián)一只分流電阻，使各管子同時(shí)進(jìn)入恒流狀態(tài)。

　　2、恒流二極管構(gòu)成的恒流電路分析

　　如圖7-58所示是運(yùn)用恒流二極管構(gòu)成的恒流源電路，電路中VD1是恒流二極管，它接在三極管VT1基極回路中，為VT1提供恒流的基極電流，這樣VT1管集電極和發(fā)射極電流就恒定，且恒定電流大小等于恒流二極管VDl恒定電流的B（VT1電流放大倍數(shù)）倍。

　　3、恒流二極管并聯(lián)法擴(kuò)流，串聯(lián)法升壓電路

　　恒流二極管并聯(lián)法擴(kuò)流，串聯(lián)法升壓電路，見(jiàn)下圖。

　　使用一只恒流二極管只能提供幾毫安的恒定電流，將幾只恒流二極管并聯(lián)起來(lái)，就可以使輸出電流增大。上圖a）是恒流二極管并聯(lián)法擴(kuò)流電路，兩只恒流二極管并聯(lián)后，電流可以擴(kuò)大一倍。但是將幾只恒流二極管并聯(lián)使用時(shí)，恒流源的起始電壓等于這些觀(guān)眾的最大起始電壓值，而正向擊穿電壓則等于這些觀(guān)眾的最小起始電壓。此外，在擴(kuò)流的同時(shí)，恒流源的動(dòng)態(tài)阻抗將變小。

　　如上圖b）所示，將幾只性能相同的恒流二極管串聯(lián)使用，可將耐壓值提高到1000V以上。假如每只管的恒流值不等，那么恒流值較小的恒流二極管先導(dǎo)通進(jìn)入恒流狀態(tài)。必要時(shí)可給IH值較小的恒流二極管串聯(lián)一只分流電阻。