恒流二極管和恒流三極管是近年來(lái)問(wèn)世的半導(dǎo)體恒流器件，而恒流三極管又是在恒流二極管的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的,。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(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(wěn)壓源,、放大器以及電子儀器的保護(hù)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(jié)型場(chǎng)效應(yīng)恒流器件,。其電路符號(hào)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(qū),，在此區(qū)域內(nèi)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,，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（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(shù)（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(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(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(duì)恒流管的要求是ZH 愈大愈好，當(dāng)I H較小時(shí)ZH 可達(dá)數(shù)兆歐,，I H較大時(shí)Z H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△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(fù)值,，視IH 值而定,。一般講，當(dāng)IH ＜0.6mA 時(shí),，αT ＞0,；當(dāng)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(shù)，I H＞0.6mA的管子則具有負(fù)的電流溫度系數(shù),。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(fù),，通常就用絕對(duì)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(jìn)人恒流區(qū)后降至3～5pF,，其頻率響應(yīng)大致為0～500kHz。當(dāng)工作頻率過(guò)高時(shí)，由于結(jié)電容的容抗迅速減小,，動(dòng)態(tài)阻抗就降低,，導(dǎo)致恒流特性變差。
常用的國(guó)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(dǎo)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(nèi)對(duì)恒定電流進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié),，調(diào)節(jié)范圍為0.08～7.00mA,，視具體管子型號(hào)而定，這就給用戶帶來(lái)了方便,。
恒流三極管的電路符號(hào),、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(diào)電阻 RK ，G 極接 RK 的另一端,。由圖二（b）可見(jiàn),，當(dāng)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(diào)節(jié)RK 就能獲得連續(xù)變化的恒定電流。
國(guó)產(chǎn) 3DH 系列恒流三極管包含 3DH1～3DH15（金屬殼封裝）15 種型號(hào)。
三,、檢測(cè)恒流二極管的方法
檢測(cè)恒流二極管的電路如圖三所示,。E是可調(diào)直流電源，向恒流二極管提供工作電壓VI ,。用直流毫安表測(cè)量恒定電流IH ,，同時(shí)用一塊直流電壓表監(jiān)測(cè)工作電壓VI。當(dāng)VI 從VS 一直上升到VBO 時(shí),，IH 應(yīng)保持恒定,。電路中的RL 為負(fù)載電阻。
實(shí)際測(cè)量一只2DH04C型恒流二極管,，其標(biāo)稱恒定電流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(wěn)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(cè)量IH 與VI 值。RL 選用10k 歐電位器,。首先把RL 調(diào)至零歐,，然后改變 E 值，可測(cè)得其特性參數(shù),。
從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可以得到,，當(dāng)V ≥1.5V時(shí)管子進(jìn)人恒流區(qū)，I =0.34～0.36mA,，因此該管子的起始電壓V =1.5V,。當(dāng)V=1.5～15V時(shí)，I 恒定不變,；當(dāng)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(diào)至10k歐,，重復(fù)上述試驗(yàn)。在V=1.5～30V的范圍內(nèi),，I =0.34±0.03mA,，變化率△I /I ＜8.9％。由此證明被測(cè)恒流二極管的恒流特性良好,，在滿足R << Z 之條件下,，I隨負(fù)載而變化。
測(cè)量時(shí)需注意以下事項(xiàng)：
（ 1 ）測(cè)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(cè)量V （BO）值,。具體方法是將恒流二極管的正,、負(fù)極分別接兆歐表的E、L 接線柱,。然后按額定轉(zhuǎn)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(dá)幾百至幾千伏，但其內(nèi)阻很高,，因此輸出電流很小,，不會(huì)損壞管子。一旦被測(cè)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(cè)上例中的ZDH04C，V（BO） =72V,，比規(guī)定值（70V）略高一點(diǎn),。測(cè)量時(shí)管子極性亦不得接反。
四,、恒流管的應(yīng)用技巧
1,、擴(kuò)展電流或電壓的方法
（1）利用并聯(lián)法擴(kuò)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(kuò)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(kuò)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(kuò)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)。
?。?）利用晶體管,、場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行擴(kuò)流及升壓
擴(kuò)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(gòu)成的擴(kuò)流電路,。設(shè)恒流管的恒定電流為I H ；JE9013的共發(fā)射極電流放大系數(shù)為hFE ,，擴(kuò)展后的恒流值由下式確定：
I H ‘=（hFE +1）I H≈hFE IH
由結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)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(yīng)取幾十兆歐,。令恒流二極管的正向擊穿電壓為V（BO） ，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)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(kuò)流和升壓
某些情況下要求對(duì)恒流二極管同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)流與升壓,，這時(shí)可采用如圖五所示的電路。現(xiàn)由NPN型高反壓管 VT （3DG407 ）,、恒流二極管
2DH560,、輔助電源EB 構(gòu)成擴(kuò)流電路。2DH560的IH =5.60mA,，起始電壓VS =4.0V,，設(shè)VT的發(fā)射結(jié)壓降VBE＝0.65V，EB 應(yīng)大于VS 與V BE之和（4.65V）,。VD1 和VD2 為溫度補(bǔ)償二極管,。輸出級(jí)采用VMOS管，其柵極電壓由穩(wěn)壓管VDz1,、VDz2和電位器RP所決定,。VMOS管屬于高效場(chǎng)效應(yīng)功率管,，其性能遠(yuǎn)優(yōu)于雙極型功率管。它具有輸人阻抗高,、驅(qū)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(dá)到擴(kuò)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(cè)量?jī)x表中的應(yīng)用
恒流三極管在電子秤中的應(yīng)用
恒流三極管在電子秤中的應(yīng)用電路如圖六所示。力敏傳感器由4只接作橋路的電阻應(yīng)變片Ra-Rd 構(gòu)成,。供橋電壓采用了恒流,、穩(wěn)壓供電。輸人電壓為24V 直流電壓,。調(diào)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(wěn)壓管的電流Iz =10mA，而流 過(guò)傳感器的電流IL =30mA,。在稱重時(shí),，應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變，傳感器就產(chǎn)生相應(yīng)的輸出電壓Vo,，送至二次儀表,，最終顯示出被測(cè)物體的重量。由于供橋電壓 E是用恒流與穩(wěn)壓方式獲得的,，其穩(wěn)定度達(dá)0.05％,，因此可保證稱重的準(zhǔn)確性。
