恒流二極管是近年來問世的半導體(ti) 恒流器件，與(yu) 穩壓二極管相對偶的基礎電子元器件。在恒流二極管的基礎上增加控製腳端，進而發展成為(wei) 恒流三極管。它們(men) 都能在很寬的電壓範圍內(nei) 輸出恒定的電流，並具有很高的動態阻抗。由於(yu) 它們(men) 的恒流性能好、價(jia) 格較低、使用簡便，因此目前已被廣泛用於(yu) 恒流源、穩壓源、放大器以及電子儀(yi) 器的保護電路中。

一、什麽(me) 是恒流二極管？   

用於(yu) 將電流限製或改變到設備最高值的二極管稱為(wei) 恒流二極管或CCD。該二極管也稱為(wei) 電流調節二極管或 CRD 和限流二極管或 CLD。恒流二極管符號如下所示。恒流二極管的功能是為(wei) 電路提供短路保護。    

▲ 圖1.1 恒流二極管的符號   

二、恒流二極管工作原理   

恒流二極管的內(nei) 部結構如下圖所示。該二極管包括一個(ge) N 溝道 JFET 晶體(ti) 管，其中晶體(ti) 管的柵極端子與(yu) 源極短路，因此它的工作原理類似於(yu) 一個(ge) 兩(liang) 端限流器或電流源，相當於(yu) 一個(ge) 限壓齊納二極管。

▲ 圖2.1 恒流二極管內(nei) 部結構     

與(yu) 齊納二極管不同，這些類型的二極管將保持電流穩定而不是電壓恒定。一旦電壓發生變化，這些二極管就不會(hui) 改變流經它們(men) 的電流。在正向偏置條件下，這些二極管使用 1.5 伏至 6 伏的電壓工作。這種偏置產(chan) 生的電流稱為(wei) 正向電流 (Ip)。即使差異發生在輸入電壓和負載電阻內(nei) ，該二極管也能夠保持電流值。  

三、恒流二極管特點   

恒流二極管的特點包括以下。  

其公差為(wei) ±10%。

其工作電壓範圍為(wei) 1V 至 100V。

當溫度值變化時，它的行為(wei) 是穩定的。

其峰值工作電壓為(wei) 100 伏。

熱阻值為(wei) 100 C/w。

其儲(chu) 存溫度等級範圍為(wei) -55至200攝氏度。

其功耗為(wei) 30 mW。

電流範圍為(wei) 0.192mA 至 5.6mA。

峰值電壓額定值範圍為(wei) 50V 至 100V。

它的阻抗範圍從(cong) 20 兆歐到幾千歐。

該二極管不需要任何偏置並提供良好的溫度穩定性。

四、恒流二極管電路   

顧名思義(yi) ，這個(ge) 二極管將流經它的電流調節到一些最高水平。如果你在這個(ge) 二極管上施加的電流超過了它的電流調節點，那麽(me) 它會(hui) 通過降低更多的電壓來反擊。恒流二極管的應用電路如下圖所示。該二極管適用於(yu) LED 或激光二極管電路，以限製流經 LED 或激光二極管的電流。    

以下電路由電池、恒流二極管和激光二極管或 LED 構成。在以下電路中，恒流二極管與(yu) 激光二極管串聯。一旦通過電壓源向該二極管施加電壓，該二極管就會(hui) 限製電流的流動並向激光二極管提供所需的電壓，從(cong) 而使電路中的激光二極管或 LED 二極管開啟。  

▲ 圖4.1 恒流二極管電路   

五、恒流二極管特性   

恒流二極管的特性包括以下：   

▲ 圖5.1 恒流二極管電氣特性   

上述恒流二極管特性曲線分為(wei) 不同區域。

在上圖中，曲線的右側(ce) 部分在正向偏置條件下運行。因此，正向電流值對於(yu) 0V 至 6V 範圍內(nei) 的電壓是穩定的。

在這裏，該電流稱為(wei) 調節器電流，用“Ip”表示。例如，1N5283 至 1N5314 係列二極管的穩壓器電流值範圍為(wei) 220 mA 至 4.7 mA。

這些二極管用於(yu) 並聯組合以獲得大電流值。

與(yu) 其他二極管相比，該二極管在反向偏置條件下工作。在正向偏置中，二極管的調節過程將從(cong) “VL”（限製電壓）開始到“POV”（峰值工作電壓）。

從(cong) 上麵的曲線我們(men) 可以觀察到Vk和POV兩(liang) 點之間的電流是穩定的。

對於(yu) IP 和 ZT 電壓，VT 是測試電壓。

對於(yu) 1N5283 到 1N5314 二極管，像“ZT”這樣的阻抗值範圍從(cong) 235 KΩ 到 25 MΩ。

六、恒流二極管優(you) 缺點

1、優(you) 點

不需要任何額外的電壓源。

這個(ge) 電路很容易設計。

即使有電壓波動，這些二極管也能保持穩定的電流流動。

尺寸小，重量輕。

二極管在低壓下連續工作，並為(wei) 高壓諧波提供安全性。

2、缺點

這些二極管在正向偏置條件下工作。

這些二極管對高溫很敏感。

它提供了較差的響應。

在高頻下，噪音水平很高。

七、恒流二極管用途   

恒流二極管或限流二極管的應用包括以下內(nei) 容：  

限流二極管用於(yu) 不同的電路，如電池充電器、定時和波形發生器電路。

這些二極管也可以用作恒流源，主要用於(yu) 驅動 LED。

這些二極管取代了電話連接設備中的保持線圈。

這些二極管適用於(yu) 使用大長度 LED 燈串的電路和燈泡等電壓可變源。

穩壓二極管與(yu) 穩壓二極管限壓一樣主要用於(yu) 調節電流。

這些二極管用於(yu) 為(wei) 固態繼電器提供輸入。

它用於(yu) 保護電路免受過壓。

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