三极管接成二极管的特点与用途

在电子电路中，常见到晶体三极管接成二极管的形式使用，特别是在集成电路中，这种情况更为普遍。

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在图1的分立元件组成的差动式放大电路中，T4三极管的基极和集电极是短接在一起的，构成了一个二极管，在电路中起温度补偿作用。T4三极管的材料和类型与T3完全相同，这是因为同类型三极管的温度系数更为接近和一致，所以温度补偿的效果更好。其补偿原理是：未加入T4、R2之前，T3、R1、R3构成一个恒流源。I3=(Ec-Ube3)／[R3+(R1／B)]，其特点是动态电阻大，静态电阻小，作为T1、T2的射极有源负载，抑制共模放大。由于T3的Ube3易受温度影响，使I3也易受温度影响而发生变化。加入了T4、B2之后，I3=Ec-Ube3-R1I4／[R3+(R1／β)]，当温度变化引起Ube3↓时，由于T3与T4完全相同，Ubet也↓，I4=Ec-Ube4／(R1+R2)，使得I4↑从而使I3=Ec-Ube3↓-R1I4↑／[R3+(R1／β)]基本保持恒定，补偿了温度变化引起的电流变化，从而起到了温度补偿的作用。就是说，在分立元件电路中，若三极管接成二极管使用，大都是作为温度补偿使用的。在集成电路内使用的二极管，多用作温度补偿元件或电位移动电路，一般也是采用三极管构成。三极管接成的二极管形式，大都采用集电极和基极短接的方式，这与集成电路的制造工艺有关。这样接成的二极管正向压降，接近于同类型三极管的Ube值，其温度系数亦与Ube的温度系数接近，故能较好地补偿三极管发射结的温度特性。这是模拟集成电路的一个重要特点。在集成电路中，根据用途的不同，所使用的二极管相当于三极管的发射极一基极结或集电极一基极结组合而成。由于集成电路采用硅材料作衬底，所以正向电压为0．6-0．9V，反向击穿电压，用发射极-基极结时为7—9V；用集电极-基极结时为-V。在集成电路中，三极管接成二极管使用有多种组合方式，它的特性参数如附表所示。利用温度补偿原理和半导体三极管PN结的非线性伏安特性，再和集成运算放大器配合，可以对输入信号实现对数运算和反对数运算。组成电路如图2、3所示。

在上述电路中，三极管被接成二极管的形式，可以称为对数晶体管或对数元件，即把对数元件接于集成运算放大器的反馈回路中，就构成了对数放大器。如把对数元件接于运算放大器的反相输入回路中，就可组成简单的反对数放大器。在对数放大器和反对数放大器的基础上还可构成乘法运算放大器和除法运算放大器等，此处不再介绍。由此看来，由三极管连接而成的二极管，有与众不同的特点和奇妙的用途，这对我们使用已有的电子元件开发新的应用电路，给予了一个很好的启示。