[其他]半導(dǎo)體三極管發(fā)射結(jié)反向過電壓保護電路和有保護能力的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86107071
• 申請日: 1986-10-04
• 公開（公告）號: CN86107071A
• 公開（公告）日: 1987-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓金祥
• 申請（專利權(quán)）人: 韓金祥
• 主分類號: H01L23/56
• 分類號: H01L23/56;G05F1/56
• 代理公司: 浙江省專利事務(wù)所
• 代理人: 孫家豐

半導(dǎo)體三極管發(fā)射結(jié)反向過電壓保護電路和有保護能力的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，一種半導(dǎo)體放大器線路和將輸入的交流功率變換成輸出的直流功率的裝置。

目前常用的分立元件直流穩(wěn)壓電源，直流輸出的調(diào)節(jié)范圍已能做得較大，也有加裝短路保護線路的（“取樣比始終為1的可調(diào)穩(wěn)壓電源”《電子世界》82年第5期，“穩(wěn)壓電源短路保護”《無線電愛好者講座》上冊），但這些線路在使用時容易燒壞半導(dǎo)體三極管，其工作可靠性較差。

本發(fā)明的目的是提出一種半導(dǎo)體三極管發(fā)射結(jié)反向過電壓保護電路，并將其應(yīng)用到可調(diào)直流穩(wěn)壓電源上，使這種電源具有較好的短路保護性能和較高的工作可靠性。

半導(dǎo)體三極管的工作狀態(tài)有導(dǎo)通和截止兩種，當(dāng)在三極管發(fā)射結(jié)加上一定的正向偏壓時它就導(dǎo)通，加上反向偏壓時三極管就截止，三極管發(fā)射結(jié)能耐受反向偏壓的能力由發(fā)射結(jié)的反向耐壓值所決定，如果反向偏壓超過其反向耐壓值，發(fā)射結(jié)將被擊穿，三極管就損壞。一般硅三極管的發(fā)射結(jié)反向耐壓值只有6伏左右，鍺三極管要高些，因此當(dāng)電路中三極管發(fā)射結(jié)有可能承受較大的反向偏壓時，就有必要對三極管的發(fā)射結(jié)加以保護。

半導(dǎo)體二極管的反向耐壓可以做得很高，幾十伏乃至幾百伏，若能用二極管來承擔(dān)三極管的發(fā)射結(jié)無力承擔(dān)的電壓，三極管就能得到保護，本發(fā)明就是根據(jù)這一設(shè)想而提出來的。附圖1就是用二極管保護三極管發(fā)射結(jié)的原理圖，如圖所示在要保護的三極管的基極上串聯(lián)一只二極管，并使此二極管的極性和三極管的發(fā)射結(jié)的極性同向，同時在三極管的基極和發(fā)射極之間并聯(lián)一只二極管，使此二極管的極性與三極管發(fā)射結(jié)的極性相反，這樣當(dāng)高的反向偏壓加到三極管的射-基電路上時，此偏壓將通過基極和發(fā)射極之間并聯(lián)的二極管加到與基極串聯(lián)的二極管上，發(fā)射結(jié)所承受的偏壓不超過與它并聯(lián)的二極管的正向壓降，從而保護了三極管的發(fā)射結(jié)。正向置偏時，此兩只二極管的存在幾乎不影響三極管的正常工作。這種保護電路也適用于復(fù)合管的保護。

上述三極管保護電路可以應(yīng)用到穩(wěn)壓電源上，附圖2是常用的一種穩(wěn)壓電源的原理圖，附圖3是應(yīng)用了上述保護電路后的原理圖，圖中（1）為電源的整流濾波部分、（2）為提供基準電壓的穩(wěn)壓管、（3）為電位器、（4）為電壓調(diào)整管，它可以是復(fù)合管、（5）為上取樣放大管、（6）為下取樣放大管、（7）、（8）為分壓電阻、（10）為保護用三極管。整流濾波部分的輸出端與電壓調(diào)整管串聯(lián)后接到電源的輸出端，穩(wěn)壓管與電位器并聯(lián)后通過一電阻接到整流濾波部分的輸出端，穩(wěn)壓管的另一端接地，上取樣放大管的集電極與調(diào)整管的基極相聯(lián)，它的基極通過一電阻接到電源輸出端，它的發(fā)射極與下取樣放大管的發(fā)射極相聯(lián);下取樣放大管的集電極接地，它的基極接到電位器的滑動臂上;兩個分壓電阻（7）、（8）串聯(lián)后并聯(lián)到穩(wěn)壓管的兩端，保護用三極管（10）的基極與上述兩電阻的連接點相接，它的發(fā)射極與電源的輸出端相接，集電極與電壓調(diào)整管的基極相接。這種穩(wěn)壓電源通過調(diào)節(jié)電位器的滑動臂就能調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，在正常工作時保護用三極管處于截止狀態(tài)，當(dāng)輸出端短路時，由于保護用三極管導(dǎo)通，使調(diào)整管截止，從而保護了調(diào)整管，短路故障排除后能自動恢復(fù)。

在上述電路中保護用三極管的基極電壓較低，而發(fā)射極是接到電源的輸出端的，因而當(dāng)電源的輸出電壓調(diào)到較高值時，此三極管的發(fā)射結(jié)上加上了較高的反向電壓，發(fā)射結(jié)易被擊穿損壞，應(yīng)用前述的保護方法，如附圖3所示，在保護用三極管（10）的基極電路中串聯(lián)二極管（11），此二極管的極性和保極用三極管發(fā)射結(jié)的極性同向，在基極和發(fā)射極之間并聯(lián)二極管（12）它的極性和保護用三極管發(fā)射結(jié)的極性相反，這樣就可將此三極管的發(fā)射結(jié)反向偏壓限止在0.7伏以下，保護了三極管，使穩(wěn)壓電源有良好的短路保護性能，能可靠地工作。

取樣放大管也可以用這種方法加以保護。附圖2中電位器的滑動臂由下端快速調(diào)節(jié)到上端時，由于輸出端的電容及負載的電容充電需要一定的時間，輸出電壓會滯后于電位器動臂電壓的上升，電位器動臂對輸出端產(chǎn)生瞬時的電壓差，使取樣放大管（5）、（6）的發(fā)射結(jié)承受瞬時高反偏壓而損壞。附圖3中下取樣放大管（6）的基極與電位器滑動臂間串聯(lián)一個二極管（13），此二極管的極性與下取樣放大管發(fā)射結(jié)的極性同向，上取樣放大管和下取樣放大管的兩個基極之間并聯(lián)一個二極管（14），此二極管的極性與上述二個三極管發(fā)射結(jié)的極性相反，兩個取樣放大管的發(fā)射結(jié)所需承受的反向高偏壓將由二極管（13）承受，而由于二極管（14）的作用，上述兩三極管的發(fā)射結(jié)上的反向電壓不會超過0.7伏。