二极管连接 BJT 而不是二极管

电器工程 晶体管 二极管 npn 即插即用
2022-01-16 14:22:38

关于二极管连接 BJT 的用途,我已阅读维基百科和其他网站。

但我不清楚我们应该在哪里使用连接二极管的 BJT。

我的问题:

  1. 二极管连接的 BJT 在哪里使用?比如,我们需要在什么类型的要求中使用连接二极管的 BJT?

请用简单的语言解释。

参考了这个链接

4个回答

“增强型二极管”。 二极管连接 BJT又名“有源二极管”只是一个集电极连接到基极的晶体管。因此,晶体管的集电极 - 发射极部分与其基极 - 发射极结并联,因此我们可以将这种组合视为“增强二极管”。通过这个“复合二极管”的电流是通过单个 pn(基极-发射极)结的电流的 β 倍。所以它的IV曲线更垂直,或者正如他们所说,它在这部分的微分电阻更低。这就是为什么有源二极管优于普通二极管的原因。

请注意,真正的二极管(基极-发射极结)仅转移整个输入(集电极)电流的一部分。因此它充当低功率(信号)二极管,决定功率“二极管”的行为。大部分电流通过最初具有电流稳定器行为但现在充当电压稳定器的集电极-发射极结。

“反向”晶体管。这种连接引入了反转晶体管行为的电压型负反馈。通常,输入电压 Vbe 控制晶体管的输出集电极电流 Ic,而在这里,由于负反馈,似乎“输入”集电极电流控制“输出”电压 Vbe。这种“反向”晶体管用于简单 BJT 电流镜(Bimpelrekkie 图片中的 QREF)的输入部分。

这种“反转技巧”可以在任何负反馈系统中观察到,因为它会调整其输入以获得所需的输出。结果,输出变成输入,输入变成输出。另一个典型例子是无处不在的运算放大器同相放大器,其中运算放大器调整 R1-R2 分压器的输入电压 VOA,使其输出电压 VR1 = VOA.R1/(R1 + R2) 等于真正的输入电压 VIN。因此,衰减器(在运算放大器的帮助下)充当增益为 (R1 + R2)/R1 的放大器。

“橡胶二极管”。如果我们不是将整个集电极 - 发射极电压施加到基极 - 发射极结,而是其中的一部分,VBE 将成倍增加(就像在非反相放大器中一样)。“晶体管二极管”将充当具有任何所需电压的“晶体管齐纳二极管”。该网络广泛用作运算放大器和功率放大器中的偏置电路。

您能否进一步说明“电压型负反馈”?

晶体管和集电极电阻形成经典的共发射极放大级. 这是一个电压放大器,我们将输入电压施加到其输入端口 - 基极 - 发射极结,并从其输出端口 - 集电极 - 发射极结获取输出电压。由于接地是公共的,当我们将集电极连接到基极时,实际上我们将输出端口连接到输入端口......简单地说,输出到输入......结果,所有输出(集电极)电压应用于输入;因此得名“电压型”。以这种“并联”(分流)方式应用,输出电压使晶体管降低相同的输出电压,直到达到平衡(大约,VC = VB = 0.65 V)。这种机制的名称是“负反馈”……这里是“电压型负反馈”。

连接二极管的 BJT 比普通二极管具有更好的理想因子,并且用于需要接近理想行为的地方,例如硅温度传感器。

这些传感器中的许多传感器通过使两个不同级别的电流脉冲通过二极管来工作,但要准确,理想因子必须接近 1(即,它尽可能接近Shockley 理想二极管方程),这在许多情况下都是正确的晶体管,但不是普通的二极管。

以下是MAX31730远程温度传感器的应用:

MAX31730头条应用

用于此类应用的非常流行的晶体管是2N3906 (PNP)

通常在泄漏极低的应用中,例如电源轨的高阻抗输入钳位或对数放大器,其中泄漏会破坏您希望利用的电流与电压关系

缺点通常是更高的电容和更低的反向击穿电压,但如果你有小信号,它们可以击败一些你可以购买的更好的二极管,并且有足够的利润,

您还可以以不同的方式使用 2 个不同的连接点,您同时拥有 BE 连接点和 BC 连接点,两者都有不同的属性,具体取决于您希望完成的任务。

能想到何时使用二极管连接的 BJT(集电极短路到基极)而不是二极管的唯一原因是:

  • 您现在需要一个二极管,但只有 BJT

  • 您正在设计将在IC上的电路。您需要一个二极管,但没有合适的二极管可用和/或它们未与硅衬底隔离和/或建议使用连接 BJT 的二极管而不是二极管。

据我所知,使用连接二极管的 BJT 代替二极管并没有特别的优势,因此使用其中一个或另一个应该没有什么区别。

这篇 Wikipedia文章提到在电流镜中使用了二极管连接的 BJT:

在此处输入图像描述

这样做的原因是晶体管需要很好地匹配(相同)。如果一个是二极管,另一个是晶体管,则不能保证它们的行为方式相同。当“二极管”由相同的晶体管制成时,它们可以制成相同的并且电流将匹配(相同)。