恒流二極管和恒流三極管是近年來(lái)問(wèn)世的半導體恒流器件，而恒流三極管又是在恒流二極管的基礎上發(fā)展而成的。它們都能在很寬的電壓范圍內輸出恒定的電流，并具有很高的動(dòng)態(tài)阻抗。由于它們的恒流性能好、價(jià)格較低、使用簡(jiǎn)便，因此目前已被廣泛用于恒流源、穩壓源、放大器以及電子儀器的保護電路中。

　　一、恒流二極管的性能特點(diǎn)

　　恒流二極管（CRD）屬于兩端結型場(chǎng)效應恒流器件。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(shí)存在一個(gè)恒流區，在此區域內I 不隨VH I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(gè)引線(xiàn)，靠近管殼突起的引線(xiàn)為正極。

　　恒流二極管的主要參數有：恒定電流（I H），起始電壓（V S），正向擊穿電壓（V（BO） ），動(dòng)態(tài)阻抗（ZH），電流溫度系數（α T）。其恒定電流一般為 0.2～6mA。起始電壓表示管子進(jìn)入恒流區所需要的最小電壓。恒流二極管的正向擊穿電壓通常為30～100V。動(dòng)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I H較小時(shí)ZH 可達數兆歐，I H較大時(shí)Z H降至數百千歐。電流溫度系數由下式確定：

　　αT=［（△IH /IH ）/△T］*100%

　　式中的△I H、△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(shí)，αT ＞0；當I H＞0.6mA時(shí)，αT＜0。因此，I H＜0.6mA的恒流管具有正的電流溫度系數，I H＞0.6mA的管子則具有負的電流溫度系數。假如某些管子的I H值略低于0.6mA，那么其αT值伴隨I 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電容近似為10pF，進(jìn)人恒流區后降至3～5pF，其頻率響應大致為0～500kHz。當工作頻率過(guò)高時(shí)，由于結電容的容抗迅速減小，動(dòng)態(tài)阻抗就降低，導致恒流特性變差。

　　常用的國產(chǎn)恒流二極管有2DH系列，它分為2DH0、2DH00、2DH100、2DH000四個(gè)子系列。

　　二、恒流三極管的性能特點(diǎn)

　　恒流三極管是繼恒流二極管之后開(kāi)發(fā)出的三端半導體恒流器件。前已述及，恒流二極管只能提供固定值的恒定電流，外界無(wú)法改變；而恒流三極管增加了一個(gè)控制端，能在一定范圍內對恒定電流進(jìn)行連續調節，調節范圍為0.08～7.00mA，視具體管子型號而定，這就給用戶(hù)帶來(lái)了方便。

　　恒流三極管的電路符號、典型接法和如圖二所示。與普通晶閘管（SCR）相似，它也有三個(gè)電極：陽(yáng)極（A ），陰極（K ），控制極（G）。在電路中A 極接正電壓，K 極接可調電阻 RK ，G 極接 RK 的另一端。由圖二（b）可見(jiàn)，當RK =0 時(shí)，G-K 極間短路，恒流三極管就變成了恒流二極管，此時(shí)輸出電流為最大，有關(guān)系式：IO =IMAX 接入RK 之后，IH 就減小，并且RK 越大，IH 越小。因此，調節RK 就能獲得連續變化的恒定電流。

　　國產(chǎn) 3DH 系列恒流三極管包含 3DH1～3DH15（金屬殼封裝）15 種型號。

　　三、檢測恒流二極管的方法

　　檢測恒流二極管的電路如圖三所示。E是可調直流電源，向恒流二極管提供工作電壓VI 。用直流毫安表測量恒定電流IH ，同時(shí)用一塊直流電壓表監測工作電壓VI。當VI 從VS 一直上升到VBO 時(shí)，IH 應保持恒定。電路中的RL 為負載電阻。

　　實(shí)際測量一只2DH04C型恒流二極管，其標稱(chēng)恒定電流IH =0.4mA，正向擊穿電壓 VBO=70V。采用如圖三所示電路，由HT-1714C型直流穩壓電源代替 E，提供0～30V 的工作電壓。將兩塊500型萬(wàn)用表分別撥到直流1mA擋和2.5V（或10V、50V 擋），測量IH 與VI 值。RL 選用10k 歐電位器。首先把RL 調至零歐，然后改變 E 值，可測得其特性參數。

　　從實(shí)測數據可以得到，當V ≥1.5V時(shí)管子進(jìn)人恒流區，I =0.34～0.36mA，因此該管子的起始電壓V =1.5V。當V=1.5～15V時(shí)，I 恒定不變；當V=1.5～30V時(shí)，I 最多只增加0.02mA，變化率小于5.9％。

　　然后將R 從零歐調至10k歐，重復上述試驗。在V=1.5～30V的范圍內，I =0.34±0.03mA，變化率△I /I ＜8.9％。由此證明被測恒流二極管的恒流特性良好，在滿(mǎn)足R << Z 之條件下，I隨負載而變化。

　　測量時(shí)需注意以下事項：

　�。� 1 ）測量恒流二極管時(shí)極性不得接反，否則起不到恒流作用，并且還容易燒毀管子。

　�。� 2 ）由恒流二極管組成電路時(shí)，必須使RL << ZH ，否則恒流特性無(wú)法保證。

　�。� 3 ）恒流二極管的正向擊穿電壓V （BO）一般為30～100V。利用兆歐表與直流電壓表能夠測量V （BO）值。具體方法是將恒流二極管的正、負極分別接兆歐表的E、L 接線(xiàn)柱。然后按額定轉速搖動(dòng)兆歐表的手柄，使恒流二極管處于正向軟擊穿狀態(tài)，借助于直流電壓表即可讀出V（BO）

　　值。兆歐表的輸出電壓雖然可達幾百至幾千伏，但其內阻很高，因此輸出電流很小，不會(huì )損壞管子。一旦被測管子正向擊穿，兆歐表的輸出電壓就被鉗位于擊穿電壓上。用此法實(shí)測上例中的ZDH04C，V（BO） =72V，比規定值（70V）略高一點(diǎn)。測量時(shí)管子極性亦不得接反。

四、恒流管的應用技巧

　　1、擴展電流或電壓的方法

　�。�1）利用并聯(lián)法擴流、串聯(lián)法升壓

　　使用一只恒流二極管只能提供幾毫安的恒定電流，若將幾只恒流管并聯(lián)使用，則可以擴大輸出電流。例如2DH5C型恒流管的IH =5mA，兩只管子并聯(lián)后為10mA，電流擴展了一倍。需要指出，將幾只恒流二極管并聯(lián)使用時(shí)，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(shí)，恒流源的動(dòng)態(tài)阻抗將變小。

　　利用串聯(lián)法可以提升電壓。例如，將幾只性能相同的恒流二極管串聯(lián)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，那末恒流值較小的管子將首先進(jìn)人恒流狀態(tài)。必要時(shí)可給I H值較小的管子并聯(lián)一只分流電阻，使各管子同時(shí)進(jìn)人恒流狀態(tài)。

　�。�2）利用晶體管、場(chǎng)效應管進(jìn)行擴流及升壓

　　擴流及升壓電路分別如圖四（ a ）、（ b ）所示。

　　圖四是由晶體管JE9013和恒流二極管構成的擴流電路。設恒流管的恒定電流為I H ；JE9013的共發(fā)射極電流放大系數為hFE ，擴展后的恒流值由下式確定：

　　I H ‘=（hFE +1）I H≈hFE IH

　　由結型場(chǎng)效應管3DJ6與恒流二極管組成的升壓電路如圖四（b）所示。R1、R2 均為偏置電阻，阻值應取幾十兆歐。令恒流二極管的正向擊穿電壓為V（BO） ，結型場(chǎng)效應管的漏--源極擊穿電壓為V1 ，則恒流源的耐壓值V2=V（BO） ＋V 1

　　2．同時(shí)進(jìn)行擴流和升壓

　　某些情況下要求對恒流二極管同時(shí)進(jìn)行擴流與升壓，這時(shí)可采用如圖五所示的電路�，F由NPN型高反壓管 VT （3DG407 ）、恒流二極管

　　2DH560、輔助電源EB 構成擴流電路。2DH560的IH =5.60mA，起始電壓VS =4.0V，設VT的發(fā)射結壓降VBE＝0.65V，EB 應大于VS 與V BE之和（4.65V）。VD1 和VD2 為溫度補償二極管。輸出級采用VMOS管，其柵極電壓由穩壓管VDz1、VDz2和電位器RP所決定。VMOS管屬于高效場(chǎng)效應功率管，其性能遠優(yōu)于雙極型功率管。它具有輸人阻抗高、驅動(dòng)電流小、耐壓高（最高可承受1200V 的高壓）、工作電流大（1.5～100A）、輸出功率高（1～250W）等優(yōu)點(diǎn)。該恒流源電路能同時(shí)達到擴展恒定電流與提高工作電壓之雙重目的。在業(yè)余條件下，亦可用3只3DD15型大功率晶體管并聯(lián)后代替VMOS管，但是要求這些管子的hFE 值必須一致，并且要給每只管子加裝合適的散熱器。

　　五、恒流管在測量?jì)x表中的應用

　　恒流三極管在電子秤中的應用

　　恒流三極管在電子秤中的應用電路如圖六所示。力敏傳感器由4只接作橋路的電阻應變片Ra-Rd 構成。供橋電壓采用了恒流、穩壓供電。輸人電壓為24V 直流電壓。調整電位器RP，可使恒流三極管3DH02B輸出IH =40mA的恒定電流。其中，流過(guò)12V穩壓管的電流Iz =10mA，而流 過(guò)傳感器的電流IL =30mA。在稱(chēng)重時(shí)，應變片發(fā)生應變，傳感器就產(chǎn)生相應的輸出電壓Vo，送至二次儀表，最終顯示出被測物體的重量。由于供橋電壓 E是用恒流與穩壓方式獲得的，其穩定度達0.05％，因此可保證稱(chēng)重的準確性。