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二極管大家都很熟悉，前面也好幾次對(duì)其工作特性分析過(guò)，具有導(dǎo)電單向性，其主要性能參數(shù)有：反向峰值電壓，正向平均電流，正向耗散功率，pn結(jié)電容、溫度效應(yīng)，一般大家都比較關(guān)心靠前的那些參數(shù)指標(biāo)，卻很少過(guò)多關(guān)注后面兩個(gè)參數(shù):pn結(jié)電容和溫度效應(yīng)，其中pn結(jié)電容這里不予展開(kāi)討論，以后再將(主要是高頻信號(hào)里面才涉及到)，本文要討論的是利用二極管的溫度效應(yīng)設(shè)計(jì)出溫度補(bǔ)償電路，別看它貌似可有可無(wú)，但對(duì)于信號(hào)采集類(lèi)的產(chǎn)品電路設(shè)計(jì)，是提升其信號(hào)采集精度、穩(wěn)定性、重復(fù)性等重要性能的殺手锏，一個(gè)充分考慮溫度補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)師，不敢說(shuō)他是位優(yōu)秀設(shè)計(jì)師，但可以肯定的說(shuō)他是一個(gè)負(fù)責(zé)任的設(shè)計(jì)師。

(資料圖片僅供參考)

溫度對(duì)二極管的特性會(huì)產(chǎn)生很重要的影響，溫度升高對(duì)其正向工作時(shí)的二極管影響如圖1所示（某二極管典型正向工作時(shí)的溫度VI影響圖），圖1中有兩條二極管正向工作的特性曲線，一條溫度為25°C，另一條100°C。

圖1：二極管正向工作溫度影響VI圖

由此可以得出兩條結(jié)論：

當(dāng)溫度升高時(shí)，對(duì)于確定的VF值，IF隨溫度的升高而升高。

當(dāng)溫度升高時(shí)，對(duì)于確定的IF值，VF歲溫度的升高而降低。

實(shí)際上，溫度升高通常都會(huì)引起其正向電流(IF)升高，正向電壓(VF)降低，溫度降低則相反，這里電流升高、電壓降低的值都很小,視具體應(yīng)用設(shè)計(jì)可忽略或不可忽略。

以上討論的是溫度的變化對(duì)二極管正向電壓和正向電流的影響。那么對(duì)二極管反向電壓VR（針對(duì)穩(wěn)壓管而言）和反向電流IR影響又是如何呢？這里分兩種情況來(lái)討論，第一種情況是處于截止工作狀態(tài)的二極管(非穩(wěn)壓二極管工作方式)，溫度變化對(duì)二極管反向電壓VR無(wú)影響，因?yàn)槭冀K截止，對(duì)反向電流IR的影響和正向影響類(lèi)似，如圖2所示；第二種情況是對(duì)于處于反向?qū)顟B(tài)的穩(wěn)壓二極管而言，反向電壓VR、反向電流IR都會(huì)受溫度變化影響，且變化與正向影響類(lèi)似。

圖2：二極管反向工作溫度影響VI圖（反向截止?fàn)顟B(tài)）

通過(guò)以上分析，已清楚二極管正反向工作時(shí)，其工作電壓、電流與溫度變化的關(guān)系，正是利用這種微妙的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)了電路溫度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ埽ǚ擒浖?u>算法補(bǔ)償），那么，繼續(xù)往下想，溫度自動(dòng)補(bǔ)償和二極管電壓電流的變化，它們之間到底是怎么相互作用、相互影響的呢？由于溫度自動(dòng)補(bǔ)償電路的種類(lèi)千變?nèi)f化，很多時(shí)候需要其它功能電路相互配合使用(如正負(fù)反饋電路)，不同的應(yīng)用補(bǔ)償機(jī)制也不盡相同，為了方便大家快速了解、最能直觀的體會(huì)到溫度補(bǔ)償電路的效果，這里僅以最簡(jiǎn)單的三極管放大電路為例，如圖3所示，講講二極管是怎么通過(guò)溫度效應(yīng)實(shí)現(xiàn)三極管放大電路的溫度補(bǔ)償（穩(wěn)定優(yōu)化）的。

注：圖3的三極管放大電路已默認(rèn)穩(wěn)定在靜態(tài)工作點(diǎn)

圖3：簡(jiǎn)單三極管放大電路（帶二極管溫度補(bǔ)償）

實(shí)際的溫度補(bǔ)償過(guò)程分析如下：

溫度↑→三極管放大倍數(shù)β↑→IC↑，由此發(fā)現(xiàn)如果沒(méi)有溫度補(bǔ)償電路，顯然溫度升高后，輸出信號(hào)IC也變大了，這是不希望出現(xiàn)的結(jié)果，再往下看二極管那邊會(huì)如何調(diào)整。

溫度↑→UD↓→UBE↓→IC↓，看見(jiàn)沒(méi)，輸出信號(hào)IC降低啦，上面第1條是IC升高了，就這樣通過(guò)二極管溫度補(bǔ)償電路，實(shí)現(xiàn)了電路性能的穩(wěn)定，溫度下降與此分析相反。

審核編輯：湯梓紅