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TL431 电路原理及频率特特性的研究 许剑伟 2008-1-1 莆田十中 TL431 是一种高精度、低温漂电压基准器件，目前已得到广泛应用。TL431 具有很高的 电压增益，实际应用中易发生自激等问题，造成许多困惑，本文系统分析 TL431 的内部电 路，并给出利用计算机分析计算的方法，使设计人员对关于 TL431 电路的稳定性有准确的 整体把屋。 一、基本参数估计 （1）静态电流分配： TL431 的最小工作电流为0.4mA，此时 V10 基本上没有电流 （取0.03mA，be 压降 0.6 ）。 V9 射极电流为 0.6V/10k=0.06mA 。 设 V3 的be 压降为 0.67V ，V1 、V2 的集电极电压均为0.67V，所计算时把R1 、R2 看 作并联，，则算得V3 射极电流为(2.5-0.67*2)/(3.28+2.4//7.2)=0.228mA 。 剩余电流 0.4-0.228-0.06-0.03=0.52mA，提供给 V7 、V8 电流镜，V7 、V8 各获得 0.04mA 。 V4 、V5 、V6 、V7 、V8 工作电流均为 0.04mA 。 （2 ）假内部三极管的fT 值为 100—200MHz ，当工作电流小的时候 fT 为 10—100MHz， 由此间接估计三极管内部的等效电容。cb 结电容均假设为 1—2pF 。V4 、V7 、V8 、V9 等 三极管工作电流小，所以 fT 要小很多（结电容为主，扩散电容较小）。 （3 ）V4 、V5 工作电流较小，通常小电流时电流放大倍数也较小。设 V4 的放大倍数为 50 倍左右。 （4 ）为方便计算，设V9 、与 V10 的电流放大系数相同，V9 、V10 与电流增益直接相 关，它们的放大倍数可由 TL431 数据表间接计算出来。 注 1：晶体管的低频放大倍数与直流放大倍数是不相同的，静态工作电流小时二者相差 不大，静态电流大时二者可能相差很大，具体与该晶体管的特性有关。 二、TL431 带隙基准电压产生原理 带隙基准产生的原理不是本文要阐述的主要问题，但 TL431 内部的基准电路与增益和 关，所以有必要对其分析。 1、Vbe 压降在室温下有负温度系数约 C=-1.9 至-2.5mV/K，通常取-2mV/K，而热电压 UT=DT 在室温下有正温度系数 D=0.0863 mV/K ，将UT 乘以适当倍率并与 Vbe 相加可大大 消除温度影响。 注：UT=KT/q ，式中K 为波尔兹曼常数，T 为绝对温标中的温度，q 为单位电荷，常温 下 UT=26mV 。 2 、正温度系数电压基准的产生： （1）I2 的性质： U U I 考虑二极管方程 : I I (e be −1) ≈I e be =U U ln s s be T U U I T T s I I U U −U I R 即可得到等式U U ln 1 s2 I R re be 1 be 2 2 e re T 2 e I I