三极管+稳压二极管实现的稳压输出电路中为什么需要恒流源？

Part 01

前言

在之前的文章中我们介绍了基于三极管+稳压二极管的稳压输出电路的器件选型，以及优化电路，但是我们有时候会在某些电路中看到三极管+稳压二极管又会搭配恒流源使用，但是此恒流源又不是实现输出负载电流恒流输出，接下来我们就探讨一下恒流源在此电路中的作用。

Part 02

电路原理分析

下图中红线对应的是稳压输出的路径，基于此我们可以计算出输出电压:

Vout=Vbe+Vz。

输出电压受两个因素影响，一个是稳压二极管Vz的影响，一个是三极管T1 BE结压降影响，尤其是三极管BE结压降受温度影响很大，基于三极管选择型号的不同，会在BE结压降会在0.2-1.1V左右变化，这就会导致输出电压也会有这么大的变化，而这还只是考虑了BE结压降的影响，还没有考虑稳压二极管Vz的波动，三极管的BE结是具有负温度特性的，也就是温度越高，BE结压降越小，因此我们可以选择一个具有正温度特性的稳压二极管Z1，这样三极管BE结压降和稳压二极管Vz随温度变化可以互相抵消。

Part 03

恒流源作用分析

上一篇文章中恒流源IS1的位置是一个电阻，既然放个电阻就能实现稳压输出，方案成本也低，为什么还要放一个恒流源呢？原因是稳压二极管Vz受自身流过的电流I6变化的影响非常大，要想Vz稳定，I6必须基本不变。

Iz=I6=I4+I5;

假定三极管的放大倍数为β：I4=I7/β；I5=VBE/R2；

I7=I1-I3=I1-I2/β，进而可以得出

Iz=I6=(I1-I2/β)/β+VBE/R2；

由于β一般比较大，因此I2/β/β可以忽略不计，因此：

Iz=I6≈I1/β+VBE/R2；

这样稳压二极管的Iz变化很小，就实现了Vz波动小的目的。

Part 04

总结

恒流源对三极管T2的集电极来说看起来像是非常高的负载阻抗，其实在很多电路中也是这样，我们可以把恒流源看作是一个非常大的电阻，为电路实现偏置电流的同时又不会随外部电压的变化而变化。