盡管二極管的整流性能是有用的,但它們所產(chǎn)生的正向電壓降可以隨溫度的變化而變化很大。這增加了電力供應(yīng)的損失,并會(huì)引起電力供應(yīng)的公差.

雖然可能無法消除它們的損失,但可以使用二極管減少某些應(yīng)用程序中的公差。本文將提供三個(gè)示例,說明如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

你可以建立一個(gè)簡(jiǎn)單的低電流電壓調(diào)節(jié)器從一個(gè)電阻器和一個(gè)齊納二極管。這種類型的調(diào)節(jié)器通常適用于非關(guān)鍵應(yīng)用，如內(nèi)部偏壓電壓。該電路一般將輸出電壓調(diào)節(jié)到約±10%的公差。然而，可以通過串聯(lián)添加一個(gè)二極管來改善調(diào)節(jié)。

圖1 顯示了一個(gè)與齊納二極管串聯(lián)的二極管.曲線在 圖1 為各種齊納電壓設(shè)計(jì)溫度系數(shù)。超過4.7V的值,溫度系數(shù)變得越來越正,所以隨著操作溫度的增加,穿過齊納二極管的電壓增加。如果與二極管的負(fù)溫度系數(shù)相結(jié)合,那么,二極管正向電壓的降低將部分抵消齊納電壓的增加,從而導(dǎo)致溫度誤差的取消。

低于4.7V的天頂值具有負(fù)溫度系數(shù),因此在串聯(lián)中添加二極管實(shí)際上會(huì)增加調(diào)節(jié)誤差。

圖1 用負(fù)溫度系數(shù)二極管串聯(lián)的正溫系數(shù)齊納二極管可以降低溫度誤差。

例如,7.5V齊納二極管的溫度系數(shù)為+5mv/ ° c,而傳統(tǒng)二極管(Bat16)大約為-1.6Mv/ ° c10馬。這一數(shù)值越來越負(fù)(-3mv/ ° (c)由于二極管電流很小,所以一定要在齊納二極管的電流水平上檢查它。理想的情況是,這兩個(gè)溫度系數(shù)完全可以抵消,但這并不現(xiàn)實(shí),也并非總是必要的,因?yàn)楹?jiǎn)單的改進(jìn)也許就足夠了。對(duì)于具有甚至更高的正溫系數(shù)的電壓更高的尖管二極管,兩個(gè)(或更多)二極管可以改善取消。

圖2 顯示計(jì)算出來的電壓調(diào)節(jié)誤差 圖1 與各種齊納值的輸出電壓相比--沒有串聯(lián)二極管,一個(gè)串聯(lián)二極管,兩個(gè)串聯(lián)二極管--在25之間工作。 ° C和100 ° C.垂直線在 圖2 顯示增加串聯(lián)二極管可以減少溫度依賴的誤差3-5%的7.5V輸出。

圖2 加入一個(gè)或多個(gè)具有超過4.7V的齊納值的串聯(lián)二極管可以減少電壓調(diào)節(jié)錯(cuò)誤

第二個(gè)例子涉及轉(zhuǎn)換器,這些轉(zhuǎn)換器需要一個(gè)電平轉(zhuǎn)換器將輸出電壓信息發(fā)送到控制電路。

圖3 是對(duì)正負(fù)輸出逆流的輸入?？刂齐娐放c-VIN鋼軌相關(guān),輸出電壓則與NDS相關(guān)。為了使控制電路精確地調(diào)節(jié)輸出電壓,電平轉(zhuǎn)換器在"FB-VIN"和"VE-VE"之間重新生成了差動(dòng)的"VUT-ND"電壓。在這一實(shí)施中,目前的來源大約等于(五) 在外面 ? V 是問題1 )/R由VTO流至-VIN。此電流在較低的電阻中流動(dòng),以重建輸出電壓參考-VIN。添加Q2,配置為一個(gè)二極管,恢復(fù)從Q1損失的vbe降。除了與β有關(guān)的一個(gè)小錯(cuò)誤之外,FB針上的電平轉(zhuǎn)換電壓現(xiàn)在在VUT和GD之間密切復(fù)制。

增加"二極管"Q2的一個(gè)好處是,它的正向電壓將非常接近Q1,因?yàn)閹缀跸嗤碾娏魍ㄟ^兩者。為了在Q2上達(dá)到最佳電壓匹配,你應(yīng)該使用與Q1相同的晶體管。另一個(gè)好處是,兩個(gè)晶體管都有相同的溫度系數(shù),使它們的正向電壓能夠更精確地相互跟蹤。與Vbe變化相關(guān)的溫度誤差由于相互抵消而顯著降低(V)。 Fb ~ V 在外面 ?V 是問題1 + V 是問題2 )。重要的是要將Q1和Q2定位在彼此的附近,使它們暴露在同樣的溫度下,或者在可能的情況下,使用雙晶體管包。

圖3 級(jí)別轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)Q2取消與Q1相關(guān)的變化

第三個(gè)例子 圖4 展示了一個(gè)帶有一系列電荷泵階段的升壓轉(zhuǎn)換器,每個(gè)階段的"n"大約在"VN+1"的總輸出中增加"V1"。

圖4 電荷泵二極管滴滴可以互相抵消

公式1近似于總輸出電壓:

從方程式1可以看出 V n + 1 很大程度上是由 n ,但被二極管前滴和電荷泵轉(zhuǎn)移電容器的波紋電壓的"錯(cuò)誤術(shù)語"所降低。假設(shè)所有二極管都是同一種類型,它們的正向電壓相等:

VD1 = VDa = VDb , 公式2是:

在方程2中,右側(cè)的"錯(cuò)誤術(shù)語"將輸出降低到理想值以下 n +1倍數(shù)。為了改進(jìn)這個(gè),用肖特基二極管 V 爸爸 和 V 分貝 以及傳統(tǒng)的二極管 V D1 ,與正電壓下降相等:

VDa = VDb = VD1 /2， then Equation 3 is:

從方程3,你可以看到,可以減少與二極管滴有關(guān)的錯(cuò)誤術(shù)語,從而進(jìn)一步增加輸出電壓。雖然方程3仍然是一個(gè)近似值,這個(gè)概念是有效的,因?yàn)檩敵鲭妷簩⒃黾印?

二極管的前向電壓和溫度變化通常會(huì)降低電路的性能,但情況并非總是如此。這些設(shè)計(jì)實(shí)例展示了取消或最小化二極管溫度相關(guān)特性的方法。