恒流二極管的概念
恒流二極管和恒流三極管是近年來問世的半導體恒流器件,是與穩(wěn)壓二極管相對偶的基礎(chǔ)電子元器件。在恒流二極管的基礎(chǔ)上增加控制腳端,進而發(fā)展成為恒流三極管。它們都能在很寬的電壓范圍內(nèi)輸出恒定的電流,并具有很高的動態(tài)阻抗。由于它們的恒流性能好、價格較低、使用簡便,因此已被廣泛用于恒流源、穩(wěn)壓源、放大器以及電子儀器的保護電路中。
恒流二極管的性能特點
恒流二極管(CRD)屬于兩端結(jié)型場效應(yīng)恒流器件。其電路符號和伏安特性如圖一所示。恒流二極管在正向工作時存在一個恒流區(qū),在此區(qū)域內(nèi)IH不隨VI而變化;其反向工作特性則與普通二極管的正向特性有相似之處。恒流二極管的外形與3DG6型晶體管相似,但它只有兩個引線,靠近管殼突起的引線為正極。恒流二極管的主要參數(shù)有:恒定電流(IH),起始電壓(VS),正向擊穿電壓(V(BO)),動態(tài)阻抗(ZH),電流溫度系數(shù)(αT)。其恒定電流一般為0.2~6mA。起始電壓表示管子進入恒流區(qū)所需要的最小電壓。恒流二極管的正向擊穿電壓通常為30~100V。動態(tài)阻抗的定義是工作電壓變化量與恒定電流值變化量之比,對恒流管的要求是ZH愈大愈好,當IH較小時ZH可達數(shù)兆歐,IH較大時ZH降至數(shù)百千歐。電流溫度系數(shù)由下式確定:
αT=[(△IH/IH)/△T]*100%
式中的△IH、△T分別代表恒定電流的變化量與溫度變化量。需要指出,恒流二極管的αT可以為正值,也可以是負值,視IH值而定。一般講,當IH《0.6mA時,αT》0;當IH》0.6mA時,αT《0。因此,IH《0.6mA的恒流管具有正的電流溫度系數(shù),IH》0.6mA的管子則具有負的電流溫度系數(shù)。假如某些管子的IH值略低于0.6mA,那么其αT值伴隨IH的變化既可為正,又可為負,通常就用絕對值表示。αT的單位是%/℃。
恒流二極管在零偏置下的結(jié)電容近似為10pF,進入恒流區(qū)后降至3~5pF,其頻率響應(yīng)大致為0~500kHz。當工作頻率過高時,由于結(jié)電容的容抗迅速減小,動態(tài)阻抗就升高,導致恒流特性變差。