集成电路|(深度长文)工程师必须掌握的二极管的7种用法!( 三 )


(2)三极管VT1有一个与温度相关的不良特性 , 即温度升高时 , 三极管VT1基极电流会增大 , 温度愈高基极电流愈大 , 反之则小 , 显然三极管VT1的温度稳定性能不好 。 由此可知 , 放大器的温度稳定性能不良是由于三极管温度特性造成的 。
02 三极管偏置电路分析
电路中 , 三极管VT1工作在放大状态时要给它一定的直流偏置电压 , 这由偏置电路来完成 。 电路中的R1、VD1和R2构成分压式偏置电路 , 为三极管VT1基极提供直流工作电压 , 基极电压的大小决定了VT1基极电流的大小 。 如果不考虑温度的影响 , 而且直流工作电压+V的大小不变 , 那么VT1基极直流电压是稳定的 , 则三极管VT1的基极直流电流是不变的 , 三极管可以稳定工作 。
在分析二极管VD1工作原理时还要搞清楚一点:VT1是NPN型三极管 , 其基极直流电压高 , 则基极电流大;反之则小 。
03 二极管VD1温度补偿电路分析
根据二极管VD1在电路中的位置 , 对它的工作原理分析思路主要说明下列几点:
(1)VD1的正极通过R1与直流工作电压+V相连 , 而它的负极通过R2与地线相连 , 这样VD1在直流工作电压+V的作用下处于导通状态 。 理解二极管导通的要点是:正极上电压高于负极上电压 。
(2)利用二极管导通后有一个0.6V管压降来解释电路中VD1的作用是行不通的 , 因为通过调整R1和R2的阻值大小可以达到VT1基极所需要的直流工作电压 , 根本没有必要通过串入二极管VD1来调整VT1基极电压大小 。
(3)利用二极管的管压降温度特性可以正确解释VD1在电路中的作用 。 假设温度升高 , 根据三极管特性可知 , VT1的基极电流会增大一些 。 当温度升高时 , 二极管VD1的管压降会下降一些 , VD1管压降的下降导致VT1基极电压下降一些 , 结果使VT1基极电流下降 。 由上述分析可知 , 加入二极管VD1后 , 原来温度升高使VT1基极电流增大的 , 现在通过VD1电路可以使VT1基极电流减小一些 , 这样起到稳定三极管VT1基极电流的作用 , 所以VD1可以起温度补偿的作用 。
(4)三极管的温度稳定性能不良还表现为温度下降的过程中 。 在温度降低时 , 三极管VT1基极电流要减小 , 这也是温度稳定性能不好的表现 。 接入二极管VD1后 , 温度下降时 , 它的管压降稍有升高 , 使VT1基极直流工作电压升高 , 结果VT1基极电流增大 , 这样也能补偿三极管VT1温度下降时的不稳定 。
04 电路分析细节说明
电路分析的细节说明如下 。
(1)在电路分析中 , 若能运用元器件的某一特性去合理地解释它在电路中的作用 , 说明电路分析很可能是正确的 。 例如 , 在上述电路分析中 , 只能用二极管的温度特性才能合理解释电路中VD1的作用 。
(2)温度补偿电路的温度补偿是双向的 , 即能够补偿由于温度升高或降低而引起的电路工作的不稳定性 。
(3)分析温度补偿电路工作原理时 , 要假设温度的升高或降低变化 , 然后分析电路中的反应过程 , 得到正确的电路反馈结果 。 在实际电路分析中 , 可以只设温度升高进行电路补偿的分析 , 不必再分析温度降低时电路补偿的情况 , 因为温度降低的电路分析思路、过程是相似的 , 只是电路分析的每一步变化相反 。
(4)在上述电路分析中 , VT1基极与发射极之间PN结(发射结)的温度特性与VD1温度特性相似 , 因为它们都是PN结的结构 , 所以温度补偿的结果比较好 。
(5)在上述电路中的二极管VD1 , 对直流工作电压+V的大小波动无稳定作用 , 所以不能补偿由直流工作电压+V大小波动造成的VT1管基极直流工作电流的不稳定性 。