恒流二极管的工作原理、特性及应用

恒流二极管

恒流二极管或CCD是一种特殊类型的二极管，允许其最大限值的恒定电流量。它也被称为限流二极管“CLD”或抗电流二极管“CRD”。它允许通过它的电流上升到特定水平，然后保持恒定。它的工作原理类似于齐纳二极管的电压限制。即使两端的电压发生变化，电流也不会改变。但是，与Zener不同的是，它仅在正向偏置下工作，而在反向偏置下不起作用。

它是一种保护装置，用于保护电路免受过电流或短路的影响。

象征

恒流二极管的符号不像传统二极管，但是，条形代表CCD的阴极端子，如下图所示。

建设

恒流二极管由N沟道JFET组成。JFET 的栅极和源极端子通过电阻 Rs 短路。从而使其成为双端子设备。漏极充当阳极端子，另一个端子充当阴极。该配置使其成为类似于齐纳二极管的电流源或限流器。它允许电流上升到特定极限。

加工

恒流二极管限制电流类似于齐纳二极管的电压限制。它调节电流。它只适用于正向偏置。最初，随着施加电压的增加，二极管电流上升，直到发生夹断并且电流开始稳定。电压的进一步增加不会改变电流。这种电流称为夹断电流。

CCD可以承受一定限度的正向电压，而无需改变电流。一旦电压超过此限值，结点就会断裂，电流就会急剧增加。该电压称为击穿电压。这会对设备造成不可逆转的损坏，必须避免。

在反向偏置中，它充当普通PN结二极管。在反向电压超过反向击穿电压并且无限电流开始流动之前，它不允许电流流动。

恒流二极管的特性

IV特性曲线显示了施加的电压与二极管电流之间的关系。给定的图显示了恒流二极管的IV特性曲线。五世 AK是施加到阳极阴极的电压，由水平轴表示，而 ID是由垂直轴表示的二极管电流。

如图所示，曲线的右侧是正向偏置特性，而左侧是CCD的反向特性。

最初随着正向电压的增加，二极管电流增加。随着电压的进一步增加，电流增加到夹断电流Ip。二极管电流Id稳定，不会增加到Ip以上。电压的进一步增加不会改变电流，直到击穿电压。在此电压下，发生击穿并且电流迅速增加。

在反向偏置中，二极管不允许电流。但是，存在反向漏电流。当反向电压增加到反向击穿电压V以上时R二极管开始反向导通。

电路中的CCD

CCD用于控制流过负载的电流。例如，LED 通过 CCD 连接到电池。它将限制流过 LED 的电流。但是，电流额定值应符合LED的要求。

如果CCD的允许电流较低，CCD的并联组合将增加其允许限值。

为了在电压增加的情况下获得稳定的电流，除了CCD之外，齐纳二极管还可以完成这项工作。

CCD的优缺点

优势

以下是恒流二极管的一些优点

它提供恒定电流。

它可以防止电流尖峰和短路。

电压波动不会影响其电流。

它简单易用。它不需要偏见。

其性能不受温度变化的影响。

通过使用并联组合更容易修改其当前容量。

弊

以下是恒流二极管的一些缺点

它仅在正向偏置中运行。

反向电压尖峰会永久损坏它。

应用

CCD由于其紧凑的设计和小尺寸，用于许多应用，如下所述。

它用于任何需要恒定电流的应用，无论负载如何。

它用于电池充电器、电源等。

它用作驱动一长串LED的电流源。

它用于稳定LED的亮度。

它用于向SSR（固态继电器）提供控制信号。

它被用作各种传感器的恒流源。

它用于波形发生器和其他定时电路。

它用于测试其他半导体器件。