[经验] 恒流二极管的恒流电路

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高级工程师

发表于 2018-1-12 09:38:23   797 查看 0 回复 显示全部楼层 倒序浏览
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      1、简单恒流源
      许多场合,由单个恒流管极管或几个恒流管串联、并联后串入有关电路,即可方便地构成简单的恒流源,既降低了电路对电压变化的敏感性,又减少了电路的复杂性,可广泛用于各种半导体器件和集成电路工作点的稳定。只要恒流管的端电压在US和UB之间变化,就能保证电流恒定。下图是单个恒流管构成的恒流电路,与恒流管串联负载RL即可得到恒定电流。
图1、单管恒流源:(a)电路、(b)伏安特性
      若一只恒流管的工作电流不够大,可用两只或两只以上的恒流管并联来扩大电流。这时总的工作电流等于各恒流管电流之和。开始恒流工作的电压即为并联恒流管US值最大者,而击穿电压为各恒流管中UB值最小者,如图2所示,两只恒流管并联后的总阻抗ZH= ZH1//ZH2。可见恒流管并联后总的动态阻抗将降低。
图2、并联恒流管恒流源:(a)电路、(b)伏安特性
      如要求恒流源承受较高电压,则可将几只恒流管串联使用。例如,将两只恒流管串联,则开始恒流工作的电压US =US1+US2,而总的击穿电压UB=UB1+UB2。但必须注意,串联使用的各恒流管的恒定电流应尽量一致,才能在整个电压范围内得到平直的恒流特性。若恒定电流有差异,则恒流值小的管子将会工作于击穿状态。为避免击穿,可并联电阻或稳压管予以保护。
      2、高精度恒流源
      下图(a)是一种精度较高的恒流电路,且可把单管的恒定电流IH扩大成IOH其中:
IOH≈IC=(UZ-Ube)/RC(如β》1,IOH》IH)
      其中UZ为稳压管的稳定电压,RC是射极电阻。
      假定由于某种原因导致IOH增加,则IC也增加,射极电位UC,必然升高,但UZ几乎是固定的,于是Ube= UZ-Ue就要降低一些,Ib也随之减小,因此起到了抑制Ic、IOH增加而使IOH稳定的作用。该电路恒流的关键是要UZ不变,用了恒流管以后,因电源电压波动或负载变化而引起的的变动实际上将极其微小。
      按照该电路所用元件参数,电压大于10V(即Us+UZ)时开始恒流,I0H = 200mA。电压在10~45V范围内变化时,ΔIOH =0.5mA。适当改变Rc,可调整IOH的大小。
图3、两种较高精度的恒流源:(a)采用稳压管、(b)采用三极管
      图3(b)用一只晶体管取代了图(a)中的稳压管,使该电路带有反馈放大环节,从而能把输出电流的微小变化,经放大反馈而予以抑制,使电流更加稳定。比如,当电源电压或负载变动使输出电流IOH增加时,Ic1、Ic也增加,于是Ube2=URc=IcRe升高,因而Ib2、Ic2随之增加。但IH是固定的,所以Ib1要减小,最后导致Ic2、IOH减小而实现恒流。该电路的输出电流为
IOH≈Ube2/Re≈0.7V/Re(如β1、β2》1,IOH》IH时)
      开始恒流工作的电压US≈US1+1.4V(US1为恒流管的起始电压,Ube1+ Ube≈1.4V),较图(a)低许多。加于该电路的最高电压UB不能超过恒流管或晶体管的击穿电压。
      按该电路所用元件参数,可得IOH=20mA,US<3V,UB>45V的恒流源。电压在3~45V范围内变化时,IOH仅变化0. 1mA.
      3、高电压恒流源
      需要较高电压的恒流源时,可用下图所示电路。电路(a)把恒流管串接在高反压晶体管的射极,要求辅助电源Eb>Us + 0.7V。当β》1时,该电路的输出电流IOH近似等于恒流管的恒定电流,但电路的击穿电压大大提高了。如使用高反压晶体管3DD102,则UB在500V以上。
图4、高电压恒流源::(a)小电流、(b)大电流
      图(b)是另一种输出功率大,耐压高的恒流电路。其中恒流管和T2、T3及Re组成的电路即图(b)电路,起恒流作用,要求辅助电源Eb> Us+2.1V (在此Us为恒流管的起始电压,2.1V是三只晶体管的Ube之和)。该电路按图中所选参数,其输出恒定电流IOH=20mA,起始电压小于3V,击穿电压高达500V。来自海洋兴业仪器hyxyyq.com


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