TL431可调电压基准的接法

TL431可调电压基准的接法

TL431是一个小个头（如同普通小三极管封装）而又便宜的可调电压基准芯片。具体的参数大家可以参考其pdf文档说明,这里给出其两种最常用的接法。

1.这种接法提供

2.5V基准电压,简单适用。

2.该接法可以提供一个可以调节的基准电压。电压输出为2.5×（1＋R2/R1）。

TL431的几种基本用法

TL431的几种基本用法

作者：Panic2006年10月9日

TL431作为一个高性价比的常用分流式电压基准，有很广泛的用途。这里简单介绍一下TL431常见的和不常见的几种接法。

图(1)是TL431的典型接法，输出一个固定电压值，计算公式是：Vout = (R1 +R2)*2.5/R2，

同时R3的数值应该满足1mA < (Vcc-Vout)/R3 < 500mA

当R1取值为0的时候，R2可以省略，这时候电路变成图(2)的形式，TL431在这里相当于一个2.5V稳压管。

利用TL431还可以组成鉴幅器，如图(3)，这个电路在输入电压Vin < (R1+R2) *2.5/R2 的时候输出Vout为高电平，反之输出接近2V的电平。需要注意的是当Vin在(R1+R2)*2.5/R2附近以微小幅度波动的时候，电路会输出不稳定的值。

TL431可以用来提升一个近地电压，并且将其反相。如图(4)，输出计算公式为：Vout = ( (R1+R2)*2.5 - R1*Vin )/R2

特别的，当R1 = R2的时候，Vout = 5 - Vin。这个电路可以用来把一个接近地的电压提升到一个可以预先设定的范围内，唯一需要注意的是TL431的输出范围不是满幅的。

TL431自身有相当高的增益（我在仿真中粗略测试，有大概46db），所以可以用作放大器。

图(5)显示了一个用TL431组成的直流电压放大器，这个电路的放大倍数由R1和Rin决定，相当于运放的负反馈回路，而其静态输出电压由R1和R2决定。这个电路的优点在于，它结构简单，精度也不错，能够提供稳定的静态特性。缺点是输入阻抗较小，Vout的摆幅有限。

图(6)是交流放大器，这个结构和直流放大器很相似，而且具有同样的优缺点。我正在尝试用这个放大器代替次级运放来放大热释红外传感器的输出信号。

利用TL431还可以搭建恒流源，详细的内容请参考《细说恒流源》

TL431的内部接线，请参考《TL431的内部结构图》

TL431用于施密特触发器，参考《TL431搭建精密施密特触发器》

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TL431的内部结构图

TL431的内部结构图

作者：Panic2006年10月11日

我的另一篇文章《TL431的几种基本用法》介绍了并联式电压基准芯片TL431的使用，这里为了加深对这个器件的理解，特制作了TL431的内部接线图的sc hdoc，用来在protel dxp中仿真。

有兴趣的朋友可以下载模拟，看看这个电路究竟是如何工作的。这里是截图：

说明一点，这个schdoc的TL431内部结构，并不能精确输出2.5V，取而代之的是一个低于2.5V的电压，但是这个电压仍然具有相当高的稳定性。相信制造商有办法通过调整某些电路参数使输出达到2.5V。

这里是schdoc文档的压缩包：

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细说恒流源

细说恒流源

作者：Panic2006年10月7日

恒流源是电路中广泛使用的一个组件，这里我整理一下比较常见的恒流源的结构和特点。

恒流源分为流出(Current Source)和流入(Current Sink)两种形式。

最简单的恒流源，就是用一只恒流二极管。实际上，恒流二极管的应用是比较少的，除了因为恒流二极管的恒流特性并不是非常好之外，电流规格比较少，价格比较贵也是重要原因。

最常用的简易恒流源如图(1) 所示，用两只同型三极管，利用三极管相对稳定的be电压作为基准，

电流数值为：I = Vbe/R1。

这种恒流源优点是简单易行，而且电流的数值可以自由控制，也没有使用特殊的元件，有利于降低产品的成本。缺点是不同型号的管子，其be电压不是一个固定值，即使是相同型号，也有一定的个体差异。同时不同的工作电流下，这个电压也会有一定的波动。因此不适合精密的恒流需求。

为了能够精确输出电流，通常使用一个运放作为反馈，同时使用场效应管避免三极管的be电流导致的误差。典型的运放恒流源如图(2)所示，如果电流不需要特别精确，其中的场效应管也可以用三极管代替。

电流计算公式为：

I = Vin/R1

这个电路可以认为是恒流源的标准电路，除了足够的精度和可调性之外，使用的元件也都是很普遍的，易于搭建和调试。只不过其中的Vin还需要用户额外提供。

从以上两个电路可以看出，恒流源有个定式（寒，“定式”好像是围棋术语XD），就是利用一个电压基准，在电阻上形成固定电流。有了这个定式，恒流源的搭建就可以扩展到所有可以提供这个“电压基准”的器件上。

最简单的电压基准，就是稳压二极管，利用稳压二极管和一只三极管，可以搭建一个更简易的恒流源。如图(3)所示：

电流计算公式为：I = (Vd-Vbe)/R1

TL431是另外一个常用的电压基准，利用TL431搭建的恒流源如图(4)所示，其中的三极管替换为场效应管可以得到更好的精度。TL431组成流出源的电路，暂时我还没想到:)

TL431的其他信息请参考《TL431的内部结构图》和《TL431的几种基本用法》电流计算公式为：I = 2.5/R1