[其他]半導體三極管發射結反向過電壓保護電路和有保護能力的可調直流穩壓電源

無效

• 申請號: 86107071
• 申請日: 1986-10-04
• 公開（公告）號: CN86107071A
• 公開（公告）日: 1987-03-25
• 發明（設計）人: 韓金祥
• 申請（專利權）人: 韓金祥
• 主分類號: H01L23/56
• 分類號: H01L23/56;G05F1/56
• 代理公司: 浙江省專利事務所
• 代理人: 孫家豐

半導體三極管發射結反向過電壓保護電路和有保護能力的可調直流穩壓電源，一種半導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壓電源，直流輸出的調節范圍已能做得較大，也有加裝短路保護線路的（“取樣比始終為1的可調穩壓電源”《電子世界》82年第5期，“穩壓電源短路保護”《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體三極管，其工作可靠性較差。

本發明的目的是提出一種半導體三極管發射結反向過電壓保護電路，并將其應用到可調直流穩壓電源上，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。

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

半導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三極管的發射結無力承擔的電壓，三極管就能得到保護，本發明就是根據這一設想而提出來的。附圖1就是用二極管保護三極管發射結的原理圖，如圖所示在要保護的三極管的基極上串聯一只二極管，并使此二極管的極性和三極管的發射結的極性同向，同時在三極管的基極和發射極之間并聯一只二極管，使此二極管的極性與三極管發射結的極性相反，這樣當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射極之間并聯的二極管加到與基極串聯的二極管上，發射結所承受的偏壓不超過與它并聯的二極管的正向壓降，從而保護了三極管的發射結。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合管的保護。

上述三極管保護電路可以應用到穩壓電源上，附圖2是常用的一種穩壓電源的原理圖，附圖3是應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壓管、（3）為電位器、（4）為電壓調整管，它可以是復合管、（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整管串聯后接到電源的輸出端，穩壓管與電位器并聯后通過一電阻接到整流濾波部分的輸出端，穩壓管的另一端接地，上取樣放大管的集電極與調整管的基極相聯，它的基極通過一電阻接到電源輸出端，它的發射極與下取樣放大管的發射極相聯;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）串聯后并聯到穩壓管的兩端，保護用三極管（10）的基極與上述兩電阻的連接點相接，它的發射極與電源的輸出端相接，集電極與電壓調整管的基極相接。這種穩壓電源通過調節電位器的滑動臂就能調節輸出電壓的大小，在正常工作時保護用三極管處于截止狀態，當輸出端短路時，由于保護用三極管導通，使調整管截止，從而保護了調整管，短路故障排除后能自動恢復。

在上述電路中保護用三極管的基極電壓較低，而發射極是接到電源的輸出端的，因而當電源的輸出電壓調到較高值時，此三極管的發射結上加上了較高的反向電壓，發射結易被擊穿損壞，應用前述的保護方法，如附圖3所示，在保護用三極管（10）的基極電路中串聯二極管（11），此二極管的極性和保極用三極管發射結的極性同向，在基極和發射極之間并聯二極管（12）它的極性和保護用三極管發射結的極性相反，這樣就可將此三極管的發射結反向偏壓限止在0.7伏以下，保護了三極管，使穩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節到上端時，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生瞬時的電壓差，使取樣放大管（5）、（6）的發射結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一個二極管（13），此二極管的極性與下取樣放大管發射結的極性同向，上取樣放大管和下取樣放大管的兩個基極之間并聯一個二極管（14），此二極管的極性與上述二個三極管發射結的極性相反，兩個取樣放大管的發射結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，上述兩三極管的發射結上的反向電壓不會超過0.7伏。