很多國外的大公司都開發出恒流二極管以供驅動LED,這是因為LED必須采用恒流源作為驅動的原因。下面我們將要深入討論一下恒流二極管的性能和應用。
一.什么是恒流二極管
理想的恒流源是一種內阻為無窮大的器件,不論其兩端電壓為何值,其流經的電流永遠不變。當然這種器件是不可能存在的。實際的恒流二極管相當于一個在一定工作電壓范圍內(例如25-100V),其電流恒定為某一值(例如20mA)。其等效電路如圖1所示。
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圖1. 恒流二極管的等效電路
其內阻為Z,并聯的電容大約為4-10pF。其典型的伏安特性如圖2所示。
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圖2. 恒流二極管的典型伏安特性
它在某一個電壓范圍內有一段恒流區間,在這個區間,流經的電流幾乎不變,VL為到達IL的電壓值,IL大約為0.8Ip,Vb為擊穿電壓值。但是實際的恒流二極管并不是那么理想。圖3是美國Supertex的CL1恒流二極管的特性。它的電流仍然會隨電壓而有所增加。
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圖3. 實際的恒流二極管的伏安特性
恒流二極管的另一個特性就是它的溫度特性,溫度特性通常用相對值%/°C或絕對值μA/°C來表示。這個溫度系數通常是負值。其值取決于恒流的值,恒流值越大,溫度系數也越大,通常在-0.4%~-0.6%之間。為了達到恒流的目的當然不希望電流隨溫度變動,所以通常需要采用溫度補償措施(圖4)。
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圖4. 恒流二極管的溫度補償措施
采用溫度補償以后就可以把電流的溫度系數降低到很小的數字,例如Supertex公司的CL1的電流溫度系數只有-8.5μA/°C。
二.恒流二極管的構成
最簡單的恒流二極管就是采用一個結型場效應管(圖5)。
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圖5. 用一個結型場效應管構成恒流二極管
用兩個晶體三極管,也可以構成一個恒流源(圖6)。
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圖6. 用兩個三極管構成一個恒流源
其電流為:I = Vbe/R1,