二極管溫度補償電路原理及故障處理-KIA MOS管

PN結導通后有一個(gè)約為0.6V（指硅材料PN結）的壓降，同時(shí)PN結還有一個(gè)與溫度相關(guān)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，利用這一特性可以構成溫度補償電路。

如圖所示是利用二極管溫度特性構成的溫度補償電路。

圖 二極管溫度補償電路

對于初學(xué)者來(lái)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功能，對分析VD1工作原理有著(zhù)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(jìn)行展開(kāi)，做到事半功倍。

1．需要了解的深層次電路工作原理

分析這一電路工作原理需要了解下列兩個(gè)深層次的電路原理。

1）VT1等構成一種放大器電路，對于放大器而言要求它的工作穩定性好，其中有一條就是溫度高低變化時(shí)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工作原理非常重要。

2）三極管VT1有一個(gè)與溫度相關(guān)的不良特性，即溫度升高時(shí)，三極管VT1基極電流會(huì )增大，溫度愈高基極電流愈大，反之則小，顯然三極管VT1的溫度穩定性能不好。由此可知，放大器的溫度穩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(shí)要給它一定的直流偏置電壓，這由偏置電路來(lái)完成。

電路中的R1、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基極直流電壓是穩定的，則三極管VT1的基極直流電流是不變的，三極管可以穩定工作。

在分析二極管VD1工作原理時(shí)還要搞清楚一點(diǎn)：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，對它的工作原理分析思路主要說(shuō)明下列幾點(diǎn)：

1）VD1的正極通過(guò)R1與直流工作電壓+V相連，而它的負極通過(guò)R2與地線(xiàn)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(diǎn)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(gè)0.6V管壓降來(lái)解釋電路中VD1的作用是行不通的，因為通過(guò)調整R1和R2的阻值大小可以達到VT1基極所需要的直流工作電壓，根本沒(méi)有必要通過(guò)串入二極管VD1來(lái)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在電路中的作用。假設溫度升高，根據三極管特性可知，VT1的基極電流會(huì )增大一些。

當溫度升高時(shí)，二極管VD1的管壓降會(huì )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，加入二極管VD1后，原來(lái)溫度升高使VT1基極電流增大的，現在通過(guò)VD1電路可以使VT1基極電流減小一些，這樣起到穩定三極管VT1基極電流的作用，所以VD1可以起溫度補償的作用。

4）三極管的溫度穩定性能不良還表現為溫度下降的過(guò)程中。在溫度降低時(shí)，三極管VT1基極電流要減小，這也是溫度穩定性能不好的表現。

接入二極管VD1后，溫度下降時(shí)，它的管壓降稍有升高，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(shí)的不穩定。

4．電路分析細節說(shuō)明

1）在電路分析中，若能運用元器件的某一特性去合理地解釋它在電路中的作用，說(shuō)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。

2）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定性。

3）分析溫度補償電路工作原理時(shí)，要假設溫度的升高或降低變化，然后分析電路中的反應過(guò)程，得到正確的電路反饋結果。

在實(shí)際電路分析中，可以只設溫度升高進(jìn)行電路補償的分析，不必再分析溫度降低時(shí)電路補償的情況，因為溫度降低的電路分析思路、過(guò)程是相似的，只是電路分析的每一步變化相反。

4）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，所以溫度補償的結果比較好。

5）在上述電路中的二極管VD1，對直流工作電壓+V的大小波動(dòng)無(wú)穩定作用，所以不能補償由直流工作電壓+V大小波動(dòng)造成的VT1管基極直流工作電流的不穩定性。

5．故障檢測方法和電路故障分析

這一電路中的二極管VD1故障檢測方法比較簡(jiǎn)單，可以用萬(wàn)用表歐姆檔在路測量VD1正向和反向電阻大小的方法。

當VD1出現開(kāi)路故障時(shí)，三極管VT1基極直流偏置電壓升高許多，導致VT1管進(jìn)入飽和狀態(tài)，VT1可能會(huì )發(fā)燒，嚴重時(shí)會(huì )燒壞VT1。如果VD1出現擊穿故障，會(huì )導致VT1管基極直流偏置電壓下降0.6V，三極管VT1直流工作電流減小，VT1管放大能力減小或進(jìn)入截止狀態(tài)。

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