恒流二极管及其在驱动LED中的应用[2]

　　二. 恒流二极管的构成

　　最简单的恒流二极管就是采用一个结型场效应管(图5)。

　　图5. 用一个结型场效应管构成恒流二极管

　　用两个晶体三极管，也可以构成一个恒流源(图6)。

　　图6. 用两个三极管构成一个恒流源

　　其电流为：I = Vbe/R1，它虽然很简单，但是缺点是不同型号的管子，其be电压不是一个固定值，即使是相同型号，也有一定的个体差异。所以很难批量生产。为了克服这个缺点，就采用结型场效应管来代替晶体管。同时在反馈回路里采用一个运放

　　图6. 采用结型场效应管和运放的恒流源

　　其电流：I = Vin/R1，这个恒流源还需要一个基准电压Vin，最简单的基准电压就是齐纳二极管，所以也可以利用一个齐纳二极管和一个三极管或场效应管来构成恒流源。

　　图7. 采用齐纳二极管的恒流源

　　其所恒定的电流：I = (Vd-Vbe)/R1。

　　但是，所有以上结构都是利用现有的半导体器件来构成恒流源。实际上现在已经可以根据对恒流特性的要求，构成专门的半导体器件而能具有所要求的恒流特性。其构成如图8所示。

　　图8. 专门的恒流二极管结构

　　当一个反向偏压加到PN结的阴极和阳极时，这个恒流二极管开始导通，当反向偏压增加到VL时(见图2)，其电流由于N区的体电阻也跟着增加，当电流增加到曲线的拐点时，在N区和P型栅之间形成一个耗尽层。这个耗尽层减小了N区中电流的路径也就减慢了电流的增加速度。结果这个耗尽层遇到了P型栅于是就产生了夹断效应，这使得电流变成恒定而几乎和所加电压无关，直到所加电压达到一个击穿点Vb。如果所加电压反过来，那么就相当于一个正向电压加到一个PN结，其特性就和一个普通二极管加上正向电压时一样。