二極管溫度補償電路工作原理分析與理解
發(fā)布時間:2011/9/15 13:42:57 訪問次數:9287
眾所周知,PN結導通后有一個約為0.6V(指硅材料PN結)的壓降,同時PN結還有一個與溫度相關的特性:PN結導通后的壓降基本不變,但不是不變,PN結兩端的壓降隨溫度升高而略有下降,溫度愈高其下降的量愈多。當然PN結兩端電壓下降量的絕對值對于0.6V而言相當小,利用達一特性可以構成溫度補償電路。 WD3200AVVS-63L2B0
圖5-38所示是利用二極管溫度特性構成的溫度補償電路。
對于初學者來講,看不懂電路中VT1等元器件構成的是一種放大器,這對分析這一電路工作原理不利。
在電路分析中,熟悉VT1等元器件所構成的單元電路的功能,對分析VD1工作原理有著積極意義。了解了單元電路的功能,一切電路分析就可以圍繞它進行展開,做到有的放矢、事半功倍。
1.需要了解的深層次電路工作原理
分析這一電路的工作原理,需要了解下列兩個深層次的電路工作原理。
(1) VT1等構成一種放大器電路,對于放大器而言要求其工作穩(wěn)定性好,其中有一條就是溫度高低變化時三極管的靜態(tài)電流不能改變,即VT1基極電流不能隨溫度變化而改變,否則就是工作穩(wěn)定性不好。了解放大器的這一溫度特性,對理解VD1構成的溫度補償電路的工作原理非常重要。
(2)三極管VT1有一個與溫度相關的不良特性,即溫度升高時,三極管VT1基極電流會增大,溫度愈高基極電流愈大,反之則愈小,顯然三極管VT1的溫度穩(wěn)定性能不好。由此可知,放大器的溫度穩(wěn)定性能不良是由于三極管溫度特性造成的。
2.三極管偏置電路分析
電路中,三極管VT1工作在放大狀態(tài)時要給其一定的直流偏置電壓,這由偏置電路來完成。電路中的Rl、VD1和R2構成分壓式偏置電路,為三極管VT1基極提供直流工作電壓,基極電壓的大小決定了VT1基極電流的大小。如果不考慮溫度的影響,而且直流工作電壓+V的大小不變,那么VT1基極直流電壓是穩(wěn)定的,則三極管VT1的基極直流電流是不變的,三極管可以穩(wěn)定工作。
在分析二極管VD1的工作原理時,還要搞清楚一點:VT1是NPN型三極管,其基極直流電壓高,則基極電流大;反之則小。
3.二極管VD1溫度補償電路分析
根據二極管VD1在電路中的位置,對其工作原理分析思路主要說明下列幾點。
(1) VD1的正極通過Rl與直流工作電壓+V端相連,而其負極通過R2與地線相連,這樣VD1在直流工作電壓+V的作用下處于導通狀態(tài)。理解二極管導通的要點是:正極上電壓高于負極上電壓。
(2)利用二極管導通后有一個0.6V管壓降來解釋電路中VD1的作用是行不通的,因為通過調整Rl和R2的阻值大小可以為VT1基極提供所需要的直流工作電壓,根本沒有必要通過串入二極管VD1來調整VT1基極電壓大小。
(3)利用二極管的管壓降溫度特性可以正確解釋VD1茌電路中的作用。假設溫度升高,根據三極管特性可知,VT1的基極電流會增大一些。當溫度升高時,二極管VD1的管壓降會下降一些,VD1管壓降的下降導致VT1基極電壓下降一些,結果使VT1基極電流下降。由上述分析可知,原來溫度升高使VT1基極電流增大,現在加入二極管VD1后通過VD1電路可以使VT1基極電流減小一些,這樣就起到了穩(wěn)定三極管VT1基極電流的作用,所以VD1可以起溫度補償的作用。
(4)三極管的溫度穩(wěn)定性能不良還表現在溫度下降的過程中。當溫度降低時,三極管VT1基極電流要減小,這也是溫度穩(wěn)定性能不好的表現。接入二極管VD1后,溫度下降時,VD1壓降稍有升高,就會使VT1基極直流工作電壓升高,結果VT1基極電流增大,這樣也能補償三極管VT1溫度下降時的不穩(wěn)定。
4.電路分析細節(jié) WD1770PH
在電路分析中,若能運用元器件的某一特性去合理地解釋其在電路中的作用,就說明電路分析很可能是正確的。例如,在上述電路分析中,只能用二極管的溫度特性才能合理解釋電路中VD1的作用。
對于電路分析的細節(jié),有如下幾點說明。
(1)溫度補償電路的溫度補償是雙向的,即能夠補償由于溫度升高或降低而引起的電路工作的不穩(wěn)定性。
(2)分析溫度補償電路工作原理時,要假設溫度的升高或降低變化,然后分析電路中的反應過裎,得到正確的電路反饋結果。在實際電路分析中,可以只對溫度升高進行電路補償的分析,不必再分析溫度降低時電路補償的情況,因為溫度降低的電路分析思路、過程與升高時是相似的,只是電路分析的每一步變化相反。
(3)在上述電路分析中,VT1基極與發(fā)射極之間PN結(發(fā)射結)的溫度特性與VD1溫度特性相似,因為它們都是PN結的結構,所以溫度補償的效果比較好。
(4)在上述電路中的二極管VD1對直流工作電壓+V的大小波動無穩(wěn)定作用,所以不能補償由直流工作電壓+V大小波動造成的VT1管基極直流工作電流的不穩(wěn)定性。
眾所周知,PN結導通后有一個約為0.6V(指硅材料PN結)的壓降,同時PN結還有一個與溫度相關的特性:PN結導通后的壓降基本不變,但不是不變,PN結兩端的壓降隨溫度升高而略有下降,溫度愈高其下降的量愈多。當然PN結兩端電壓下降量的絕對值對于0.6V而言相當小,利用達一特性可以構成溫度補償電路。 WD3200AVVS-63L2B0
圖5-38所示是利用二極管溫度特性構成的溫度補償電路。
對于初學者來講,看不懂電路中VT1等元器件構成的是一種放大器,這對分析這一電路工作原理不利。
在電路分析中,熟悉VT1等元器件所構成的單元電路的功能,對分析VD1工作原理有著積極意義。了解了單元電路的功能,一切電路分析就可以圍繞它進行展開,做到有的放矢、事半功倍。
1.需要了解的深層次電路工作原理
分析這一電路的工作原理,需要了解下列兩個深層次的電路工作原理。
(1) VT1等構成一種放大器電路,對于放大器而言要求其工作穩(wěn)定性好,其中有一條就是溫度高低變化時三極管的靜態(tài)電流不能改變,即VT1基極電流不能隨溫度變化而改變,否則就是工作穩(wěn)定性不好。了解放大器的這一溫度特性,對理解VD1構成的溫度補償電路的工作原理非常重要。
(2)三極管VT1有一個與溫度相關的不良特性,即溫度升高時,三極管VT1基極電流會增大,溫度愈高基極電流愈大,反之則愈小,顯然三極管VT1的溫度穩(wěn)定性能不好。由此可知,放大器的溫度穩(wěn)定性能不良是由于三極管溫度特性造成的。
2.三極管偏置電路分析
電路中,三極管VT1工作在放大狀態(tài)時要給其一定的直流偏置電壓,這由偏置電路來完成。電路中的Rl、VD1和R2構成分壓式偏置電路,為三極管VT1基極提供直流工作電壓,基極電壓的大小決定了VT1基極電流的大小。如果不考慮溫度的影響,而且直流工作電壓+V的大小不變,那么VT1基極直流電壓是穩(wěn)定的,則三極管VT1的基極直流電流是不變的,三極管可以穩(wěn)定工作。
在分析二極管VD1的工作原理時,還要搞清楚一點:VT1是NPN型三極管,其基極直流電壓高,則基極電流大;反之則小。
3.二極管VD1溫度補償電路分析
根據二極管VD1在電路中的位置,對其工作原理分析思路主要說明下列幾點。
(1) VD1的正極通過Rl與直流工作電壓+V端相連,而其負極通過R2與地線相連,這樣VD1在直流工作電壓+V的作用下處于導通狀態(tài)。理解二極管導通的要點是:正極上電壓高于負極上電壓。
(2)利用二極管導通后有一個0.6V管壓降來解釋電路中VD1的作用是行不通的,因為通過調整Rl和R2的阻值大小可以為VT1基極提供所需要的直流工作電壓,根本沒有必要通過串入二極管VD1來調整VT1基極電壓大小。
(3)利用二極管的管壓降溫度特性可以正確解釋VD1茌電路中的作用。假設溫度升高,根據三極管特性可知,VT1的基極電流會增大一些。當溫度升高時,二極管VD1的管壓降會下降一些,VD1管壓降的下降導致VT1基極電壓下降一些,結果使VT1基極電流下降。由上述分析可知,原來溫度升高使VT1基極電流增大,現在加入二極管VD1后通過VD1電路可以使VT1基極電流減小一些,這樣就起到了穩(wěn)定三極管VT1基極電流的作用,所以VD1可以起溫度補償的作用。
(4)三極管的溫度穩(wěn)定性能不良還表現在溫度下降的過程中。當溫度降低時,三極管VT1基極電流要減小,這也是溫度穩(wěn)定性能不好的表現。接入二極管VD1后,溫度下降時,VD1壓降稍有升高,就會使VT1基極直流工作電壓升高,結果VT1基極電流增大,這樣也能補償三極管VT1溫度下降時的不穩(wěn)定。
4.電路分析細節(jié) WD1770PH
在電路分析中,若能運用元器件的某一特性去合理地解釋其在電路中的作用,就說明電路分析很可能是正確的。例如,在上述電路分析中,只能用二極管的溫度特性才能合理解釋電路中VD1的作用。
對于電路分析的細節(jié),有如下幾點說明。
(1)溫度補償電路的溫度補償是雙向的,即能夠補償由于溫度升高或降低而引起的電路工作的不穩(wěn)定性。
(2)分析溫度補償電路工作原理時,要假設溫度的升高或降低變化,然后分析電路中的反應過裎,得到正確的電路反饋結果。在實際電路分析中,可以只對溫度升高進行電路補償的分析,不必再分析溫度降低時電路補償的情況,因為溫度降低的電路分析思路、過程與升高時是相似的,只是電路分析的每一步變化相反。
(3)在上述電路分析中,VT1基極與發(fā)射極之間PN結(發(fā)射結)的溫度特性與VD1溫度特性相似,因為它們都是PN結的結構,所以溫度補償的效果比較好。
(4)在上述電路中的二極管VD1對直流工作電壓+V的大小波動無穩(wěn)定作用,所以不能補償由直流工作電壓+V大小波動造成的VT1管基極直流工作電流的不穩(wěn)定性。
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