恒流二極管基本特性

　　恒流二極管是龐大的半導體二極管家族中的一員，它利用多數載流子的場效應原理制造而成，屬于兩端結型場效應管，工作原理類似于結型場效應管。換句話講，其技術原理是利用半導體結構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，縱坐標表示輸出電流，橫坐標表示輸入電壓。坐標右面為其正向特性，左面為其反向特性。當加在恒流二極管兩端的正向電壓不大于Us時，電流基本隨電壓線性增長。一旦電壓超過Us，電流就不再隨電壓而增長。魄被稱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。但當電壓超過某一定值UB后，電流又會開始增長，并且會導致恒流二極管過熱損壞。UB被稱為正向擊穿電壓（簡稱“耐壓”）。當正向電壓在Us - UB內變化時，流過恒流二極管的電流/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，在實際應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電流設定，而且還可直接驅動小功率負載工作。它能使以往較復雜的恒流源電路大大簡化，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

　　恒流二極管的主要參數與穩壓二極管有著對偶關系，讀者可對比理解，以便加深記憶。初學者需要掌握的恒流二極管的主要參數有，

　　①恒定電流（/H）。簡稱恒流值，這是指恒流二極管所能提供的恒定電流數值，不同型號的恒流二極管/H。值也不同，使用時可根據需要選擇。目前常用的恒流二極管，/H最小的有幾十微安，最大的超過100mA。

　　②飽和電壓（ Us）。也叫起始電壓，這是指恒流二極管進入恒流工作區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，優良的產品在1V以下。

　　③擊穿電壓（ UB）。簡稱耐壓，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。當工作電壓超過UB過多時，恒流二極管就會過熱損壞。常用恒流二極管的正向擊穿電壓為20~100V。

　　④動態電阻（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，說明恒流二極管的恒流性能越好。對于/H較小的恒流二極管，其RH-般可達數兆歐；當/H較大時，RH則會降至數百千歐，甚至幾千歐。

　　恒流二極管應用

　　1、恒流二極管并聯法擴流、串聯法升壓電路分析

　　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使用，則可以擴大輸出電流，如圖7-57（a）所示是恒流二極管并聯法擴流電路，兩只恒流二極管并聯后電流可擴大一倍。但是，將幾只恒流二極管并聯使用時，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，在擴展電流的同時，恒流源的動態阻抗將變小。

　　利用串聯法可以提升電壓，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入恒流擾態。必要時可紿IH值較小的管子并聯一只分流電阻，使各管子同時進入恒流狀態。

　　2、恒流二極管構成的恒流電路分析

　　如圖7-58所示是運用恒流二極管構成的恒流源電路，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）倍。

　　3、恒流二極管并聯法擴流，串聯法升壓電路

　　恒流二極管并聯法擴流，串聯法升壓電路，見下圖。

　　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起來，就可以使輸出電流增大。上圖a）是恒流二極管并聯法擴流電路，兩只恒流二極管并聯后，電流可以擴大一倍。但是將幾只恒流二極管并聯使用時，恒流源的起始電壓等于這些觀眾的最大起始電壓值，而正向擊穿電壓則等于這些觀眾的最小起始電壓。此外，在擴流的同時，恒流源的動態阻抗將變小。

　　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通進入恒流狀態。必要時可給IH值較小的恒流二極管串聯一只分流電阻。