电流源和二极管串联会怎样？

  1. 电流源分析
  我们来看下图：

  左图就是电流源和二极管串联。
  我们看到，电流源产生的电流流过正向二极管，此时系统的电压U为：   按题主的意思，二极管是所谓“理想的”，因此它的正向电阻为零，于是有：   现在，我们把二极管反接，又因为二极管是所谓“理想的“，因此二极管的反向电阻为无穷大。于是电流源两端的电压为Is与它内阻的乘积。
 
  我们当然知道电流源的内阻十分巨大，而所谓”理想的“电流源，其内阻为无穷大，于是电流源会产生无穷大的电压来。这个无穷大的电压加在在二极管上，按道理，二极管会被这无穷大的电压给击穿，接着系统又恢复正常，Is流过击穿的二极管并流向电阻R。
 
  2. 实际电流源分析
  现在，我们来看中图，一个实际系统。
  设图中的电源电压为24V，稳压二极管的稳定电压为6V。若电阻R1和R2均为10K，它们的分压是3V，则晶体管基极的电压为：   我们知道，晶体管的基射极间电压为0.6V，因此晶体管发射极的电压为：   设，发射极电阻Rc的阻值是1.2K，于是，流过发射极电阻Rc的电流是：   晶体管T1的集电极电流近似等于发射极电流，于是晶体管T1的输出电流为：   由于晶体管基极的电压是固定不变的，因此我们知道，晶体管的输出电流当然也不会变化，并且与它的负载Rc的值无关。换句话说，此电路就是一个恒流源。
  设，电阻Rc=8.2K，于是它两端的电压为2X8.2=16.4V。由此我们知道，晶体管T1的管压降为：   这5.2V就是此恒流源能够实现恒流的本钱。
  当电阻Rc增大时，它两端的电压会增大。例如我们将它的电阻增加到10K，于是晶体管T1的管压降为：   我们看到，这里的关系完全满足电流源的基本特征：负载电阻越大，负载电阻上的电压当然也越大，但此时T1的管压降已经大幅跌落。
  我们知道，当晶体管饱和时，它的管压降是0.3V。据此，我们来计算一下电阻Rc的最大值是多少：   如果负载电阻Rc的阻值变小，例如只有原先的一半左右，即4.2K，又会发生什么情况？   我们看到，管压降增加了。如此看来，若负载电阻继续减小，管压降还会增加。因此，晶体管的耐压必须满足要求，否则会被击穿。
  我们来看看当Rc=0时的管压降是多少：   可见，此晶体管的管压降必须大于21.6V，否则此晶体管会被击穿。
  通过简单计算，我们由此得知，恒流源所接的负载电阻是有范围限制的。
 
  3. 把二极管接入实际恒流源电路会发生什么？
  我们知道，所谓的理想二极管，其正向压降为零，反向压降为无穷大，因此我们可以用普通的开关来模拟。
  当开关闭合时，相当于二极管处于正向接法，此时恒流源的电流变化情况正如第2条分析的结果。
  当开关打开时，晶体管T1的集电极开路，这时会怎样？答案是，不会怎样，晶体管的集电极电流为零，晶体管的特性确保了不会强制性地恒流输出2毫安的电流，以此保障了系统安全。
 
  结论：
  由以上计算可知，电流源在负载电阻变大变小时，负载的上电压也会变大变小，并且是以电流源自身的压降变化为代价的。
  电流源对负载供电时，作为代价的就是它自身的压降！



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