恒流二极管与恒流三极管的原理及其应用

　　恒流二极管和恒流三极管是近年来问世的半导体恒流器件，而恒流三极管又是在恒流二极管的基础上发展而成的。它们都能在很宽的电压范围内输出恒定的电流，并具有很高的动态阻抗。由于它们的恒流性能好、价格较低、使用简便，因此目前已被广泛用于恒流源、稳压源、放大器以及电子仪器的保护电路中。

　　一、恒流二极管的性能特点

　　恒流二极管(CRD)属于两端结型场效应恒流器件。其电路符号和伏安特性如图一所示。恒流二极管在正向工作时存在一个恒流区，在此区域内I 不随VH I而变化;其反向工作特性则与普通二极管的正向特性有相似之处。恒流二极管的外形与3DG6型晶体管相似，但它只有两个引线，靠近管壳突起的引线为正极。

　　恒流二极管的主要参数有：恒定电流(I H)，起始电压(V S)，正向击穿电压(V(BO) )，动态阻抗(ZH)，电流温度系数(α T)。其恒定电流一般为 0.2～6mA。起始电压表示管子进入恒流区所需要的最小电压。恒流二极管的正向击穿电压通常为30～100V。动态阻抗的定义是工作电压变化量与恒定电流值变化量之比，对恒流管的要求是ZH 愈大愈好，当I H较小时ZH 可达数兆欧，I H较大时Z H降至数百千欧。电流温度系数由下式确定：

　　αT=[(△IH /IH )/△T]*100%

　　式中的△I H、△T分别代表恒定电流的变化量与温度变化量。需要指出，恒流二极管的αT可以为正值，也可以是负值，视IH 值而定。一般讲，当IH <0.6mA 时，αT >0;当I H>0.6mA时，αT<0。因此，I H<0.6mA的恒流管具有正的电流温度系数，I H>0.6mA的管子则具有负的电流温度系数。假如某些管子的I H值略低于0.6mA，那么其αT值伴随I 的变化既可为正，又可为负，通常就用绝对值表示。αT的单位是%/℃。

　　恒流二极管在零偏置下的结电容近似为10pF，进人恒流区后降至3～5pF，其频率响应大致为0～500kHz。当工作频率过高时，由于结电容的容抗迅速减小，动态阻抗就降低，导致恒流特性变差。

　　常用的国产恒流二极管有2DH系列，它分为2DH0、2DH00、2DH100、2DH000四个子系列。

　　二、恒流三极管的性能特点

　　恒流三极管是继恒流二极管之后开发出的三端半导体恒流器件。前已述及，恒流二极管只能提供固定值的恒定电流，外界无法改变;而恒流三极管增加了一个控制端，能在一定范围内对恒定电流进行连续调节，调节范围为0.08～7.00mA，视具体管子型号而定，这就给用户带来了方便。

　　恒流三极管的电路符号、典型接法和如图二所示。与普通晶闸管(SCR)相似，它也有三个电极：阳极(A )，阴极(K )，控制极(G)。在电路中A 极接正电压，K 极接可调电阻 RK ，G 极接 RK 的另一端。由图二(b)可见，当RK =0 时，G-K 极间短路，恒流三极管就变成了恒流二极管，此时输出电流为最大，有关系式：IO =IMAX 接入RK 之后，IH 就减小，并且RK 越大，IH 越小。因此，调节RK 就能获得连续变化的恒定电流。