恒流二极管(CRD)产品分析介绍

=
∆I H IH
∆T
∆T是变化温度 。恒流二极
管的温度系数：1 毫安以上的恒流管是负温度系数；恒定电流值小
于 1 毫安的恒流二极管逐渐趋于正温度系数。
恒电流源是电子设备和装置中常用的一种技术部件，由于长期缺乏
具有该性能的二端电子器件，一般采用电子模块或集成电路实现。恒
流二极管（CRD）的出现使得电路理论中的电流源只需要用一支串联在
电子电路的应用，恒流二极管正是这种行业多年期盼的新型基础电子 器件。 四、 国内外技术发展现状
恒流二极管是半导体材料、结构工艺形成的物理功能器件（不是集 成电路），单向恒流特性是其物理属性。目前国际上只有美国和日本拥 有恒流二极管技术，中国（贵州）是掌握这个核心技术的第三个国家 （地区）。
有些国家企业用集成电路方式设计，并封装成二端器件形成恒流 源，称做“恒流管”。这种方法仍然是电路恒流源，只能用于直流恒流， 不能有其他应用，行业内称做“假恒流管”。
五、 恒流二极管使用注意： 1、 恒流二极管是恒电流器件，在回路或支路中电压变化，电流 恒定。在额定工作情况下，尽量使其工作在低功耗，也就是说， 器件两端电压尽量靠近恒流低电压端。恒流二极管在恒流过程 中自动调节回路电压的，不可以用恒流二极管降压，这样容易 造成功耗过大，烧坏器件，起不到恒流作用，对于大电流恒流 二极管需特别注意。
一般不能接反，容易损坏，主要是小电流恒流二极管。另一种是具
有一定反向电压的恒流二极管，反向电压为 8V 以上。这种恒流二
极管具有一定的单向整流和开关特性。
（7）、反向击穿电流 IR--- 指恒流二极管在反向击穿电压下，最
大的承受电流。超过这个电流，恒流二极管将损坏。
（8）、温度特性系数 CT---
CT
传统电路技术（包括集成电路）和恒流二极管应用方式比较： 1、当前传统电路实现的恒流源 当前传统电路实现恒流源是通过闭环调节原理完成的，由于闭环工 作方式，电路瞬态特性差，电路复杂，调试工作繁重，成本高，元器 件较多造成可靠性问题。即使是集成电路，也存在上面诸多问题，集 成电路恒流源产品要构成系列化较为困难。电路完成的恒流源应用也 不方便，只能输出端带负载，输入端不能带负载，应用的灵活性差。 传统的电路恒流源只能用于直流电恒流，没有更多的功能。这是传统 电路方法不能和电路理论基础很好映射的原因。 2、恒流二极管实现的恒流源 作为分立器件，恒流二极管和稳压二极管一样很容易形成系列化产 品（已经形成了批量供货的 1 毫安—80 毫安产品），用户按照电路参 数要求选用合适的恒流二极管产品即可，同时具有电流配置的应用方 式，使得应用的灵活性大为提高。除了恒流功能以外，还可以根据其 特性发挥其他作用。恒流二极管是开环工作方式，瞬态特性好（可达 纳秒级）。恒流二极管不存在输入/输出端，两端都可以联接电流相同 的负载（串联）。电路简化，调试工作减轻（甚至不需要调试）,成本 低。电路系统的元器件相对于传统电路来说，减少很多，可靠性，可 维护性显著提高。恒流二极管的环境适应性，工作寿命和普通半导体 器件、集成电路完全一样。
图3
2、 特性参数
（1）、恒定电流 IH ---- 指恒流二极管进入恒流区的电流。恒流
区是指电压变化的范围（VS—VE）。恒流区越宽，电流变化越小，说
明恒流（稳流）性能越好。测试条件：恒流二极管两端电压为 VS 。 （2）、恒流启动电压 VK ---- 指恒流二极管电流到达恒定电流的
80%时的电压。这时认为恒流二极管正在启动恒流。这个电压越低，
恒流二极管（CRD）产品分析介绍
一、 恒流二极管的基本作用和原理 恒流二极管简称 CRD（Constant regulation diode CRD）。是一
种半导体基础电子器件。它能在一定电பைடு நூலகம்变化范围内，保持电流恒定。 和当前已经常用的稳压二极管形成功能互补--- 稳压二极管稳定电路 支路中的电压；恒流二极管恒定电路回路中的电流。（见图 1）
电路回路中的二端器件即可实现回路恒电流，器件的使用完全符合电
子电路理论的定义要求。应用简单、灵活、可靠、经济。使传统的恒
流源的电路设计和制造方法产生变更和进步。
恒流二极管是一种通用基础电子器件。在电路中，任何回路或支路 需要稳定电流，将恒流二极管按电流方向和参数要求直接接入该回路 或支路即可满足。
以下是日本石冢公司的产品技术情况：
以下是我国（贵州）的产品技术情况（晶体管图示仪实测）：
恒定电流1毫安（X轴：10伏/格，Y轴：0.2毫安/格
恒定电流4毫安（X轴：10伏/格，Y轴：1毫安/格 恒定电流30毫安（X轴：5伏/格，Y轴：10毫安/格
恒定电流60毫安（X轴：1伏/格，Y轴：10毫安/格 恒定电流200毫安（X轴：5伏/格，Y轴：50毫安/格
CRD
R1
+
2
+
+
D1
E
U
E
R2
-
1
-
-
稳压二极管稳定支路电压 图1
恒流二极管稳定回路电流
PN 结齐纳击穿效应形成了稳压二极管，沟道电场变化引起的沟道
结构变化，夹断沟道形成饱和恒定电流。（见图 2）
电压升高
齐纳击穿，电流增大，阻抗减小， 电压恒定 图2
电压升高，沟道变窄，抗阻增大 电流恒定
1、 恒流二极管的参数恒流二极管的特性曲线
极限使用参数。
（5）、动态阻抗 Z--- 恒流二极管是一个恒流源，恒流源有大的
动态阻抗。和稳压管相反，稳压管有小的动态阻抗。动态阻抗是在
一定的直流偏置下（VS），加上一个交流电压（1KHZ，2V 幅值）进
行测试，电流变化越小，动态阻抗越大，稳流性能越好。
（6）、反向击穿电压 VR --- 恒流二极管有两种：一种反向电压很 低（0.7V），相当于普通 PN 结二极管的正向电压。这种恒流二极管
三、 恒流二极管的应用领域 1、 在小电流领域（0.5 毫安—10 毫安）可替代传统电路的恒流 源。这部分恒流二极管恒流精度高（5%），启动恒流电压低（小 于 2V）、恒流区宽（50V-100V）、动态阻抗大（3 兆欧—200K）， 主要用于自动化及仪器仪表基准设定、各种传感器偏置电源（温 度、力学、光电、声学、磁场、电化学）、信号处理电路中的波 形变换、稳压电源基准、长距离通信数字电流模转换、模拟、 数字集成电路设计等。 2、 在大电流领域（15 毫安—80 毫安）可直接驱动恒电流负载。 这部分恒流二极管电流大，恒流精度 8%，启动电压 3V，动态电 阻 20K—10K，恒流区宽度 30V—40V。通过并联配置，还可以提 高恒定电流。主要用于 LED 照明、电源低频滤波（针对 50HZ 的 频率，滤波电容比传统 RC、LC 滤波可降低 10 倍）、电化学反应 装置、光电检测及光电负载、小功率稳压/稳流电源、电子电路 中的过电流保护等。 作为基础电子器件，只要满足电路理论的原理要求，就能广泛适应
启动功耗越小，说明启动性能好，恒流速度快。
（3）、电流调整率（电流控制比） K = I∆V
IH
I ∆V − − 恒流区电压范
围变化的电流， I H − −恒定电流 。这个参数越接近 1，说明恒流的精
度高。
（4）、正向击穿电压 VB ---指超过恒流区电压范围，恒流管不再
恒流，这时电流急剧上升，恒流二极管容易损坏。这个电压参数是
4、 如果基本回路总电压不超过恒流二极管恒流区电压范围，即 使负载短路也不会发生电流过载，但时间不能过长，否则恒流 二极管持续功耗增大，温度升高造成损坏。
美国的恒流二极管主要是 10 毫安以下的产品，国际市场上流通很 少。日本的恒流二极管产品主要是 20 毫安以下的产品，有产品在国际 市场上流通，但是技术特性较差，产品种类少，恒流特性不能满足要 求。我国（贵州）的产品种类覆盖了美国和日本的所有产品型号，大 电流指标是日本产品的 2-4 倍，启动电压是日本产品的 2/3，恒流区 宽于日本产品，恒流精度高于日本产品。我国（贵州）的恒流二极管 产品是目前国际上技术参数和质量指标最好的，同时还有和二端恒流 管兼容的电流可调整的三端恒流二极管。我国产品全部采用国际标准 封装（日本有部分大电流产品是非标准封装）。
2、 恒流二极管大部分是负温度系数器件。在作为基准使用时， 和其他半导体器件一样注意温度补偿。负温度特性在一般情况 下的补偿方法较正温度特性的器件容易一些。
3、 恒流二极管在一个基本回路中不论电源波动或负载波动，电 流保持恒定。需要注意按照电路性能优化的原则进行电路设计。 综合考虑恒定电流范围、电路效率。