二极管内部包含PN结和引线端子,其中PN结是对二极管进行温度补偿的关键。很多人可能并不知道,PN结有一个与温度有关的特性,就是当温度越高时,PN结在导通后的压降就下降的越严重。根据这一特点,就能够形成温度补偿电路。下图是利用二极管温度特性构成的温度补偿电路。
熟悉单元电路功能
想要对单元电路进行分析,就要熟悉放大器电路的构成。电路分析中,熟悉VT1等元器件所构成的单元电路功能,对分析VDI工作原理的思路有着积极意义。只要掌握了单元电路的功能,一切电路分析就可以围绕它进行展开,做到有的放矢,就会事半功倍。
VT1管等构成一种放大器电路,对于放大器而言要求它的工作稳定性好,其中有一条就是温度高低变化时,三极管的静态电流不能改变,即VT1管基极电流不能随温度变化而改变,否则就是工作稳定性不好。了解放大器的这一温度特性,对理解VD1构成的温度补偿电路工作原理非常重要。
根据温度改变的,还有一个不良特性,当三极管VT1的温度上升时三极管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。
偏置电路分析
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管基极电流的大小。如果不考虑温度的影响,如果直流工作电压+V的大小不变,那么VT1管基极直流电压是稳定的,三极管VT1的基极直流电流是不变的,三极管可以稳定工作。
在对二极管进行分析之前,有一点区别是需要提前确定的,以免发生混淆。VT1是NPN型三极管,其基极直流电压高,基极电流大;基极电压低,基极电流小。
二极管温度补偿作用分析的思路
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。
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Rl和R2的阻值大小可以达到VT1管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管基极电压大小。
至于VD1在电路当中的作用,能够用二极管的管压降温度特点来进行很好的解释。假设温度升高,根据三极管特性可知,VT1管的基极电流会增大一些。同时,二极管VD1的管压将会下降一些,VD1管压降的下降导致VT1管基极电压下降一些,结果使VT1管基极电流下降。由上述分析可知,加入二极管VD1后,原来温度升高使VT1管基极电流增大的,现在通过VD1电路可以使VT1管基极电流减小一些,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。
不仅如此,三极管在温度上的缺乏稳定性的表现还表现在温度出现下降的情况下。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管基极直流工作电压升高,结果VT1管基极电流增大,这样也能补偿三极管VT1温度下降时的不稳定。
本篇文章对二极管中PN结的温度特性进行了解释,并且基于这种特性,对二极管温度补偿电路进行了分析。更加难得的是,在文章的最后给出了温度补偿电路的分析思路,对新手来说实在是非常难得的一篇参考资料。