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TL431 是一款三端雙極晶體管開關(guān)，功能上相當(dāng)于理想的 n 型晶體管，具有穩(wěn)定的 2.5 V 開關(guān)閾值，并且無明顯遲滯。 這種“晶體管”的“基極”、“集電極”和“發(fā)射極”傳統(tǒng)上稱為基準(zhǔn)（R 或 REF）、陰極（C）和陽極（A）。 正控制電壓 VREF 施加在參考輸入和陽極之間； 輸出電流 ICA 從陰極流向陽極。
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2023-9-18 23:05 上傳
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2023-9-18 23:06 上傳
在功能層面上，TL431 包含一個(gè) 2.5 V 電壓基準(zhǔn)和一個(gè)將輸入控制電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較的開環(huán)運(yùn)算放大器。 然而，這只是一個(gè)抽象：這兩個(gè)功能在 TL431 的前端內(nèi)部密不可分。 沒有物理 2.5 V 源：實(shí)際內(nèi)部參考由 1.2 V Widlar 帶隙（晶體管 T3、T4、T5）提供，由輸入射極跟隨器 T1、T6 驅(qū)動(dòng)。即使陰極-陽極電壓降至 2.5 V 以下（最低降至 2.0 V 左右），也能實(shí)現(xiàn)正確操作。 差分放大器由兩個(gè)電流源（T8、T9）組成； 它們電流的正差流入 T10 的基極。 輸出開路集電極晶體管 T11 可以吸收高達(dá) 100 mA 的電流，并通過反向二極管提供極性反轉(zhuǎn)保護(hù)。 該電路不提供過電流或過熱保護(hù)。
當(dāng) VREF 安全低于 2.5 V 閾值（電流電壓曲線上的 A 點(diǎn)）時(shí)，輸出晶體管關(guān)閉。 為前端電路供電的殘余陰極-陽極電流 ICA 保持在 100 和 200 μA 之間。 當(dāng) VREF 接近閾值時(shí)，ICA 上升至 300–500 μA，但輸出晶體管保持關(guān)閉狀態(tài)。 達(dá)到閾值（B 點(diǎn)）后，輸出晶體管輕輕打開，ICA 開始以 30 mA/V 左右的速率上升。 當(dāng) VREF 超出閾值約 3 mV，且 ICA 達(dá)到 500–600 μA（C 點(diǎn)）時(shí)，跨導(dǎo)急劇躍升至 1.0–1.4 A/V。 高于此點(diǎn)，TL431 以其正常的高跨導(dǎo)模式運(yùn)行，并且可以方便地用差分電壓到單端電流轉(zhuǎn)換器模型來近似。 電流不斷上升，直到連接陰極與控制輸入的負(fù)反饋環(huán)路將 VREF 穩(wěn)定在閾值以上的某個(gè)點(diǎn)。 嚴(yán)格來說，該點(diǎn) (Vref) 是整個(gè)穩(wěn)壓器的參考電壓。 或者，TL431 可以作為電壓比較器在無反饋的情況下工作，或者作為施密特觸發(fā)器在正反饋的情況下工作； 在此類應(yīng)用中，ICA 僅受陽極負(fù)載和電源容量的限制。
參考輸入電流 IREF 與 ICA 無關(guān)，并且相當(dāng)恒定，約為 2 μA。 網(wǎng)絡(luò)饋送參考輸入應(yīng)能夠提供至少兩倍的電流量（4 μA 或更多）； 禁止掛起 REF 輸入進(jìn)行操作，但不會(huì)直接損壞 TL431。 只要引腳上的電壓保持在安全限度內(nèi)，它就可以承受任何引腳的開路、任何引腳的接地短路或任何引腳對(duì)之間的短路。
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2023-9-18 23:07 上傳
三個(gè)不同制造商的TL431模具； 原來的 TI 芯片在左邊。 每個(gè)芯片中最大的亮區(qū)是補(bǔ)償電容； 附近的大梳狀結(jié)構(gòu)是輸出晶體管。 “冗余”接觸墊用于在集成電路封裝之前測(cè)試和逐步調(diào)整 VREF
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