驱动LED中恒流二极管的研究

很多国外的大公司都开发出恒流二极管以供驱动LED，这是因为LED必须采用恒流源作为驱动的原因。下面我们将要深入讨论一下恒流二极管的性能和应用。

一.什么是恒流二极管

理想的恒流源是一种内阻为无穷大的器件，不论其两端电压为何值，其流经的电流永远不变。当然这种器件是不可能存在的。实际的恒流二极管相当于一个在一定工作电压范围内(例如25-100V)，其电流恒定为某一值(例如20mA)。其等效电路如图1所示。

图1. 恒流二极管的等效电路

其内阻为Z，并联的电容大约为4-10pF。其典型的伏安特性如图2所示。

图2. 恒流二极管的典型伏安特性

它在某一个电压范围内有一段恒流区间，在这个区间，流经的电流几乎不变，VL为到达IL的电压值，IL大约为0.8Ip，Vb为击穿电压值。但是实际的恒流二极管并不是那么理想。图3是美国Supertex的CL1恒流二极管的特性。它的电流仍然会随电压而有所增加。

图3. 实际的恒流二极管的伏安特性

恒流二极管的另一个特性就是它的温度特性，温度特性通常用相对值%/°C或绝对值μA/°C来表示。这个温度系数通常是负值。其值取决于恒流的值，恒流值越大，温度系数也越大，通常在-0.4%~-0.6%之间。为了达到恒流的目的当然不希望电流随温度变动，所以通常需要采用温度补偿措施(图4)。

图4. 恒流二极管的温度补偿措施

采用温度补偿以后就可以把电流的温度系数降低到很小的数字，例如Supertex公司的CL1的电流温度系数只有-8.5μA/°C。

二.恒流二极管的构成

最简单的恒流二极管就是采用一个结型场效应管(图5)。

图5. 用一个结型场效应管构成恒流二极管

用两个晶体三极管，也可以构成一个恒流源(图6)。

图6. 用两个三极管构成一个恒流源

其电流为：I = Vbe/R1，