[其他]半导体三极管发射结反向过电压保护电路和有保护能力的可调直流稳压电源

说明书

半导体三极管发射结反向过电压保护电路和有保护能力的可调直流稳压电源，一种半导体放大器线路和将输入的交流功率变换成输出的直流功率的装置。

目前常用的分立元件直流稳压电源，直流输出的调节范围已能做得较大，也有加装短路保护线路的（“取样比始终为1的可调稳压电源”《电子世界》82年第5期，“稳压电源短路保护”《无线电爱好者讲座》上册），但这些线路在使用时容易烧坏半导体三极管，其工作可靠性较差。

本发明的目的是提出一种半导体三极管发射结反向过电压保护电路，并将其应用到可调直流稳压电源上，使这种电源具有较好的短路保护性能和较高的工作可靠性。

半导体三极管的工作状态有导通和截止两种，当在三极管发射结加上一定的正向偏压时它就导通，加上反向偏压时三极管就截止，三极管发射结能耐受反向偏压的能力由发射结的反向耐压值所决定，如果反向偏压超过其反向耐压值，发射结将被击穿，三极管就损坏。一般硅三极管的发射结反向耐压值只有6伏左右，锗三极管要高些，因此当电路中三极管发射结有可能承受较大的反向偏压时，就有必要对三极管的发射结加以保护。

半导体二极管的反向耐压可以做得很高，几十伏乃至几百伏，若能用二极管来承担三极管的发射结无力承担的电压，三极管就能得到保护，本发明就是根据这一设想而提出来的。附图1就是用二极管保护三极管发射结的原理图，如图所示在要保护的三极管的基极上串联一只二极管，并使此二极管的极性和三极管的发射结的极性同向，同时在三极管的基极和发射极之间并联一只二极管，使此二极管的极性与三极管发射结的极性相反，这样当高的反向偏压加到三极管的射-基电路上时，此偏压将通过基极和发射极之间并联的二极管加到与基极串联的二极管上，发射结所承受的偏压不超过与它并联的二极管的正向压降，从而保护了三极管的发射结。正向置偏时，此两只二极管的存在几乎不影响三极管的正常工作。这种保护电路也适用于复合管的保护。

上述三极管保护电路可以应用到稳压电源上，附图2是常用的一种稳压电源的原理图，附图3是应用了上述保护电路后的原理图，图中（1）为电源的整流滤波部分、（2）为提供基准电压的稳压管、（3）为电位器、（4）为电压调整管，它可以是复合管、（5）为上取样放大管、（6）为下取样放大管、（7）、（8）为分压电阻、（10）为保护用三极管。整流滤波部分的输出端与电压调整管串联后接到电源的输出端，稳压管与电位器并联后通过一电阻接到整流滤波部分的输出端，稳压管的另一端接地，上取样放大管的集电极与调整管的基极相联，它的基极通过一电阻接到电源输出端，它的发射极与下取样放大管的发射极相联;下取样放大管的集电极接地，它的基极接到电位器的滑动臂上;两个分压电阻（7）、（8）串联后并联到稳压管的两端，保护用三极管（10）的基极与上述两电阻的连接点相接，它的发射极与电源的输出端相接，集电极与电压调整管的基极相接。这种稳压电源通过调节电位器的滑动臂就能调节输出电压的大小，在正常工作时保护用三极管处于截止状态，当输出端短路时，由于保护用三极管导通，使调整管截止，从而保护了调整管，短路故障排除后能自动恢复。

在上述电路中保护用三极管的基极电压较低，而发射极是接到电源的输出端的，因而当电源的输出电压调到较高值时，此三极管的发射结上加上了较高的反向电压，发射结易被击穿损坏，应用前述的保护方法，如附图3所示，在保护用三极管（10）的基极电路中串联二极管（11），此二极管的极性和保极用三极管发射结的极性同向，在基极和发射极之间并联二极管（12）它的极性和保护用三极管发射结的极性相反，这样就可将此三极管的发射结反向偏压限止在0.7伏以下，保护了三极管，使稳压电源有良好的短路保护性能，能可靠地工作。

取样放大管也可以用这种方法加以保护。附图2中电位器的滑动臂由下端快速调节到上端时，由于输出端的电容及负载的电容充电需要一定的时间，输出电压会滞后于电位器动臂电压的上升，电位器动臂对输出端产生瞬时的电压差，使取样放大管（5）、（6）的发射结承受瞬时高反偏压而损坏。附图3中下取样放大管（6）的基极与电位器滑动臂间串联一个二极管（13），此二极管的极性与下取样放大管发射结的极性同向，上取样放大管和下取样放大管的两个基极之间并联一个二极管（14），此二极管的极性与上述二个三极管发射结的极性相反，两个取样放大管的发射结所需承受的反向高偏压将由二极管（13）承受，而由于二极管（14）的作用，上述两三极管的发射结上的反向电压不会超过0.7伏。