1、概述

恒流二極管（Constant-currentDiode,CCD或CRD或CLD） 是近年來新上市的一種半導(dǎo)體恒流器件， 它能在很寬的電壓范圍內(nèi)輸出恒定的電流， 并具有很高的動態(tài)阻抗。由于它的恒流性能好、價(jià)格較低、使用簡便，  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。

2、什么是恒流二極管 

圖1恒流二極管符號和簡化圖

理想的恒流源是一種內(nèi)阻為無窮大的器件，不論其兩端電壓為何值，其流經(jīng)的電流永遠(yuǎn)不變。當(dāng)然這種器件是不可能存在的。實(shí)際的恒流二極管相當(dāng)于一個(gè)在一定工作電壓范圍內(nèi)（例如25-100V），其電流恒定為某一值（例如20mA）。其等效電路如圖2所示。 

圖2恒流二極管的等效電路

其內(nèi)阻為Z，并聯(lián)的電容大約為4-10pF。其典型的伏安特性如圖3所示。

 

圖3恒流二極管的典型伏安特性

它在某一個(gè)電壓范圍內(nèi)有一段恒流區(qū)間，在這個(gè)區(qū)間，流經(jīng)的電流幾乎不變，VL為到達(dá)IL的電壓值，IL大約為0.8Ip，Vb為擊穿電壓值。但是實(shí)際的恒流二極管并不是那么理想。圖4是美國Supertex的CL1恒流二極管的特性。它的電流仍然會隨電壓而有所增加。

 

圖4實(shí)際的恒流二極管的伏安特性

恒流二極管的另一個(gè)特性就是它的溫度特性，溫度特性通常用相對值/℃或絕對值uA/℃來表示。這個(gè)溫度系數(shù)通常是負(fù)值。其值取決于恒流的值，恒流值越大，溫度系數(shù)也越大，通常在-0.4～-0.6之間。為了達(dá)到恒流的目的當(dāng)然不希望電流隨溫度變動，所以通常需要采用溫度補(bǔ)償措施（圖5）。

 

圖5恒流二極管的溫度補(bǔ)償措施

采用溫度補(bǔ)償以后就可以把電流的溫度系數(shù)降低到很小的數(shù)字，例如Supertex公司的CL1的電流溫度系數(shù)只有-8.5uA/℃。

3、幾種恒流二極管的參數(shù)

下面列出幾種常用的恒流二極管的參數(shù)，這些商品在立創(chuàng)商城上都有現(xiàn)貨！ 

4、使用恒流二極管時(shí)的性能擴(kuò)展

在選用現(xiàn)有的各種型號恒流二極管時(shí)經(jīng)常遇到所需要的電流或電壓不能滿足要求的情況。下面介紹幾種方法解決這些問題。

4.11增高電流

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。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)，恒流源的動態(tài)阻抗將變小。（圖6） 

圖6多個(gè)恒流二極管并聯(lián)以增大電流

但是這會增加成本，因?yàn)楹懔鞫O管比較貴。另一個(gè)簡單的方法，就是用一個(gè)晶體三極管（http://www.qdjpair.com/catalog/326.html）來加大電流。圖7表明了采用NPN和PNP三極管進(jìn)行電流放大的電原理圖。

 

圖7采用NPN和PNP三極管加大恒流電流

它們實(shí)際上都是利用小電流恒流二極管提供三極管的基極電流，經(jīng)過三極管放大β倍以后再供給負(fù)載。

4.22增高耐壓

有不少現(xiàn)成的恒流二極管的耐壓往往不夠高，當(dāng)然最簡單的方法就是用兩個(gè)或幾個(gè)恒流二極管串聯(lián)。同樣這樣成本就會增高。也可以用增加一些其它器件來提高。

4.2.1.1串聯(lián)齊納管

最簡單的方法就是和恒流二極管串聯(lián)一個(gè)齊納二極管來提高耐壓（圖8） 

圖8采用齊納二極管來增高耐壓

這種方法可將起始電壓提高到齊納二極管的電壓V2，但是在低于這個(gè)電壓時(shí)，也就無法恒流。

4.2.2.2交流電AC直接驅(qū)動LED 

4.2.3.3串聯(lián)一個(gè)MOS管來增加耐壓 

圖10串聯(lián)一個(gè)MOS管來增加恒流二極管的耐壓

4.2.4.4采用恒流二極管時(shí)的PWM調(diào)光 

圖11用PWM信號來對恒流二極管供電的LED調(diào)光

采用PWM信號調(diào)光以后可以避免由于改變電流而引起的光譜偏移。但是不能采用只有兩條管腳的恒流二極管，而必須采用帶有控制開斷管腳的至少3條管腳的恒流二極管。

五、總結(jié)

采用恒流二極管作為LED的恒流驅(qū)動具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。尤其適合于小功率市電LED燈具，如球泡燈和日光燈和吸頂燈。但是由于受到功耗的限制，它只能用于高壓小電流的情況。負(fù)載只能是多個(gè)小功率LED的串聯(lián)或是采用集成的“高壓LED”而且，如果直接采用交流整流，電容濾波的方案，會有功率因素不高的缺點(diǎn)，而必須采用無源功率因素補(bǔ)償?shù)姆桨?。這些都是在使用時(shí)需要考慮的。