恒流三极管 SILICON ZENER DIODES

                 測量环境溫度25 

IF1

VL

VBR

Zd

αIs

Ptot

TYPE

mA

V

V

MΩ

I/

mW

Min

max

max

min

min

max

3SM5B

0.4

0.54

1

40

2

-2.5×10-3+2.5×10-3

300

3SM5C

0.4

0.54

1

70

2

-2.5×10-3+2.5×10-3

300

3SM6B

0.53

0.71

1.5

40

1.5

-2.5×10-3+2.5×10-3

300

3SM6C

0.53

0.71

1.5

70

1.5

-2.5×10-3+2.5×10-3

300

3SM7B

0.7

0.9

1.5

40

1.5

-3.5×10-3+2.0×10-3

300

3SM7C

0.7

0.9

1.5

70

1.5

-3.5×10-3+2.0×10-3

300

3SM8B

0.85

1.15

2.0

40

0.8

-3.5×10-3+2.0×10-3

300

3SM8C

0.85

1.15

2.0

70

0.8

-3.5×10-3+2.0×10-3

300

3SM9B

1.1

1.5

2.0

40

0.55

-3.5×10-3+2.0×10-3

300

3SM9C

1.1

1.5

2.0

70

0.55

-3.5×10-3+2.0×10-3

300

3SM10B

1.4

1.8

2.5

40

0.45

-3.5×10-3+2.0×10-3

300

3SM10C

1.4

1.8

2.5

70

0.45

-4.0×10-3+1.0×10-3

300

3SM11B

1.7

2.4

2.5

40

0.4

-4.0×10-3+1.0×10-3

300

3SM11C

1.7

2.4

2.5

70

0.4

-4.5×10-3+1.0×10-3

300

3SM12B

2.3

3.1

3.0

40

0.3

-4.5×10-3+1.0×10-3

300

3SM12C

2.3

3.1

3.0

70

0.3

-5.0×10-30

300

3SM13B

3.0

4.1

3.5

40

0.2

-5.0×10-30

300

3SM13C

3.0

4.1

3.5

70

0.2

-5.0×10-30

300

3SM14B

4.0

5.4

3.5

40

0.15

-5.0×10-30

300

3SM14C

4.0

5.4

3.5

70

0.15

-5.5×10-30

300

3SM15B

5.3

7.0

4.5

40

0.1

-5.5×10-30

500

3SM15C

5.3

7.0

4.5

70

0.1

-6.0×10-30

500

3SM16B

6.9

7.9

5.0

40

0.1

-6.0×10-30

500

3SM16C

6.9

7.9

5.0

70

0.1

-6.0×10-30

500

3SM17B

7.8

8.6

5.0

40

0.1

-6.0×10-30

500

3SM17C

7.8

8.6

6.0

70

0.1

-7.0×10-30

500

3SM18B

8.5

9.5

6.0

40

0.08

-7.0×10-30

500

3SM18C

8.5

9.5

6.0

70

0.08

-7.0×10-30

500

3SM19B

9.4

10.5

6.0

40

0.08

-7.0×10-30

700

3SM19C

9.4

10.5

6.0

70

0.08

-7.0×10-30

700

3SM20B

10.4

11.5

6.0

40

0.06

-7.0×10-30

700

3SM20C

10.4

11.5

6.0

70

0.06

-7.0×10-30

700

3SM21B

11.4

12.5

6.0

40

0.06

-7.0×10-30

700

3SM21C

11.4

12.5

6.0

70

0.06

-7.0×10-30

700

3SM22B

12.3

13.7

6.0

40

0.04

-7.0×10-30

700

3SM22C

12.3

13.7

6.0

70

0..04

-7.0×10-30

700

3SM23B

13.6

15.5

6.0

40

0.035

-7.0×10-30

700

3SM23C

13.6

15.5

6.0

70

0.035

-7.0×10-30

700

 

备注:3SM与3DH序号对应,参数一致,大电流挡次根据用户需要提供VBRD挡为90V

4DH型和3CR型恒流管

4DH型和3CR型恒流管是以低温度系数、高电流稳定度和起始电压低,可靠性高,恒定电流可调和温度系数可调(4DH型)为特征的精密集成电路恒流器件。实际使用呈二端式,串入电路中提供恒定电流,使用十分方便灵活。主要应用于各类传感器变送器,直流放大器、光电转换电路、基准电压源、光电源、稳压电源和充电器等电路中的精密恒流供电或限流保护,已成为各种光电设备、程控机和仪器仪表的常用器件。

  不论4DH型还是3CR型恒流管,当其正负二端间电压从零增加时,其输出电流变化如下图所示。其中Vs为起始电压, 为最高工作电压, 为恒定电流值,
表征恒流管的其他重要参数还有:电流稳定度 --正负端间电压变化一伏引起的 的相对变化率;电流温度系数C --温度变化一度所引起的恒定电流的相对变化率;最大耗散功率 --恒流管能承受的最大功耗,各种型号的恒流管参数见表一。

表一:《5μA~10A精密恒流管》主要参数

 

型号

参数
名称

恒流电流
mA

起始电压
Vs
V

电流稳定度
/V

温度系数
C
/

最高允许电压
V

最大耗散
功率 mW

外形

 

备注

测试
条件

V=10V

I=0.8

V=Vt
V=±0.5V

V= Vt
I=

I=1.2

 

 

 

 

 

A

B

4DH1

0.005-0.1

1.5-2.0

5-20

|20|-0

50

70

50

B-3

   

四端
可调
可调

4DH2

0.10-10

1.5-2.0

5-20

|20|-0

50

70

200

B-3

 

 

4DH7

0.3-100

2.0-3.0

2-10

2-10

50

70

700

B-3

 

 

4DH7
经扩展

0.1-10A

2-3.5

2-10

2-10

50

70

50W-200W

B-3

 

 

3CR3A

0.3-10

2-2.5

5-20

2-10

50

70

300

B-1

   





3CR3B

0.3-100

2-2.5

5-20

2-10

50

70

700

B-3

 

 

3CR3C

0.3-10

2-3

5-20

2-10

80

100

300

B-1

 

 

3CR3H

0.5-100

2-3

5-20

2-10

80

100

700

B-3

 

 

3CR3H

0.5-100

2-3

5-20

2-10

80

100

700

TO92L

 

 

恒流二极管与恒流三极管的介绍应用

    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IH不随VI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(IH),起始电压(VS),正向击穿电压(V(BO)),动态阻抗(ZH),电流温度系数(αT).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IH较小时ZH可达数兆欧,IH较大时ZH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△IH、△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IH>0.6mA时,αT<0.因此,IH<0.6mA的恒流管具有正的电流温度系数,IH>0.6mA的管子则具有负的电流温度系数.假如某些管子的IH值略低于0.6mA,那么其αT值伴随IH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、但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=IHmax ,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.

国产3DH系列恒流三极管包含3DH1~3DH15(金属壳封装)15种型号.

三、检测恒流二极管的方法

检测恒流二极管的电路如图三所示.E是可调直流电源,向恒流二极管提供工作电压VI.用直流毫安表测量恒定电流IH,同时用一块直流电压表监测工作电压VI.当VI从Vs一直上升到V(BO)时,IH应保持恒定.电路中的RL为负载电阻.

实际测量一只2DH04C型恒流二极管,其标称恒定电流IH==0.4mA,正向击穿电压V(BO)=70V.采用如图三所示电路,由HT-1714C型直流稳压电源代替E,提供0~30V的工作电压.将两块500型万用表分别拨到直流1mA挡和2.5V(或10V、50V挡),测量IH与VI值.RL选用10k欧电位器.首先把RL调至零欧,然后改变E值,可测得其特性参数.

从实测数据可以得到,当VI≥1.5V时管子进人恒流区,IH=0.34~0.36mA,因此该管子的起始电压VS=1.5V.当VI=1.5~15V时,IH恒定不变;当VI=1.5~30V时,IH最多只增加0.02mA,变化率小于5.9%.

然后将RL从零欧调至10k欧,重复上述试验.在VI=1.5~30V的范围内,IH=0.34±0.03mA,变化率△IH/IH<8.9%.由此证明被测恒流二极管的恒流特性良好,在满足RL<
测量时需注意以下事项:

(1)测量恒流二极管时极性不得接反,否则起不到恒流作用,并且还容易烧毁管子.

(2)由恒流二极管组成电路时,必须使RL<
(3)恒流二极管的正向击穿电压V(BO)一般为30~100V.利用兆欧表与直流电压表能够测量V(BO)值.具体方法是将恒流二极管的正、负极分别接兆欧表的E、L接线柱.然后按额定转速摇动兆欧表的手柄,使恒流二极管处于正向软击穿状态,借助于直流电压表即可读出V(BO)值.兆欧表的输出电压虽然可达几百至几千伏,但其内阻很高,因此输出电流很小,不会损坏管子.一旦被测管子正向击穿,兆欧表的输出电压就被钳位于击穿电压上.用此法实测上例中的ZDH04C,V(BO)=72V,比规定值(70V)略高一点.测量时管子极性亦不得接反.

四、恒流管的应用技巧

1、扩展电流或电压的方法

(1)利用并联法扩流、串联法升压

使用一只恒流二极管只能提供几毫安的恒定电流,若将几只恒流管并联使用,则可以扩大输出电流.例如2DH5C型恒流管的IH=5mA,两只管子并联后为10mA,电流扩展了一倍.需要指出,将几只恒流二极管并联使用时,恒流源的起始电压等于这些管子中的最大值,而正向击穿电压则等于这些管子中的最小值.此外,在扩展电流的同时,恒流源的动态阻抗将变小.


利用串联法可以提升电压.例如,将几只性能相同的恒流二极管串联使用,可将耐压值提高到100V以上.假如每只管子的恒流值不等,那末恒流值较小的管子将首先进人恒流状态.必要时可给IH值较小的管子并联一只分流电阻,使各管子同时进人恒流状态.

(2)利用晶体管、场效应管进行扩流及升压

扩流及升压电路分别如图四(a)、(b)所示.

图四是由晶体管JE9013和恒流二极管构成的扩流电路.设恒流管的恒定电流为IH ;JE9013的共发射极电流放大系数为hFE,扩展后的恒流值由下式确定:

IH ‘=(hFE +1)IH≈hFE IH

由结型场效应管3DJ6与恒流二极管组成的升压电路如图四(b)所示.R1、R2均为偏置电阻,阻值应取几十兆欧.令恒流二极管的正向击穿电压为V(BO),结型场效应管的漏--源极击穿电压为V1,则恒流源的耐压值V2=V(BO)+V1

2.同时进行扩流和升压

某些情况下要求对恒流二极管同时进行扩流与升压,这时可采用如图五所示的电路.现由NPN型高反压管VT(3DG407)、恒流二极管2DH560、辅助电源EB构成扩流电路.2DH560的IH=5.60mA,起始电压VS=4.0V,设VT的发射结压降VBE=0.65V,EB应大于VS与VBE之和(4.65V).VD1和VD2为温度补偿二极管.输出级采用VMOS管,其栅极电压由稳压管VDz1、VDz2和电位器RP所决定.VMOS管属于高效场效应功率管,其性能远优于双极型功率管.它具有输人阻抗高、驱动电流小、耐压高(最高可承受1200V的高压)、工作电流大(1.5~100A)、输出功率高(1~250W)等优点.该恒流源电路能同时达到扩展恒定电流与提高工作电压之双重目的.在业余条件下,亦可用3只3DD15型大功率晶体管并联后代替VMOS管,但是要求这些管子的hFE值必须一致,并且要给每只管子加装合适的散热器.

五、恒流管在测量仪表中的应用

1.恒流三极管在电子秤中的应用

恒流三极管在电子秤中的应用电路如图六所示.力敏传感器由4只接作桥路的电阻应变片Ra-Rd构成.供桥电压采用了恒流、稳压供电.输人电压为24V直流电压.调整电位器RP,可使恒流三极管3DH02B输出IH =40mA的恒定电流.其中,流过12V稳压管的电流Iz=10mA,而流过传感器的电流IL=30mA.在称重时,应变片发生应变,传感器就产生相应的输出电压Vo,送至二次仪表,最终显示出被测物体的重量.由于供桥电压E是用恒流与稳压方式获得的,其稳定度达0.05%,因此可保证称重的准确性.