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恒流二极管能并联吗？

来源：

2025-05-07

类别：基础知识

拍明芯城

一、恒流二极管并联的可行性分析

1. 理论可行性：基于负阻特性的电流共享

电流分配机制：
恒流二极管在恒流区的输出阻抗（动态阻抗R_D）较高（典型值15Ω~30Ω），若并联器件的阈值电压（V_TH）和温度特性一致，理论上电流会按器件数量均分（如2只并联时总电流为2I₀）。
类比解释：
类似多个恒流水龙头并联，若水压（电压）相同，每个水龙头的流量（电流）应相等。

2. 实际风险：器件参数离散性导致电流失衡

风险因素影响机制典型后果
阈值电压差异不同器件的V_TH可能相差±50mV（如600mV vs 650mV），导致先导通器件分流更多电流。一只器件过载（电流>I₀），另一只欠载（电流<I₀），长期工作可能加速老化或失效。
温度系数差异电流温漂系数可能相差±0.1%/℃（如+0.3%/℃ vs +0.2%/℃），温度变化时电流分配恶化。高温下电流进一步向温漂小的器件集中，形成“热失控”正反馈。
动态阻抗差异 R_D可能相差±20%（如20Ω vs 25Ω），导致电压变化时电流分配波动。电源波动时电流分配不均加剧，总电流波动>±10%。

风险因素	影响机制	典型后果
阈值电压差异	不同器件的V_TH可能相差±50mV（如600mV vs 650mV），导致先导通器件分流更多电流。	一只器件过载（电流>I₀），另一只欠载（电流<I₀），长期工作可能加速老化或失效。
温度系数差异	电流温漂系数可能相差±0.1%/℃（如+0.3%/℃ vs +0.2%/℃），温度变化时电流分配恶化。	高温下电流进一步向温漂小的器件集中，形成“热失控”正反馈。
动态阻抗差异	R_D可能相差±20%（如20Ω vs 25Ω），导致电压变化时电流分配波动。	电源波动时电流分配不均加剧，总电流波动>±10%。

二、并联的核心条件与解决方案

1. 关键条件：参数匹配与外部约束

器件级要求：

同批次筛选：选择同一批次、同一封装的器件，V_TH差异<±10mV，R_D差异<±5%。
高温老化测试：85℃下老化100小时后，电流温漂系数差异<±0.05%/℃。

电路级约束：

限流电阻串联：每只恒流二极管串联阻值匹配的限流电阻（R_S），抑制电流分配波动。
温度均衡设计：通过铜箔铺铜、加散热片或强制风冷，使并联器件结温差异<±5℃。

2. 推荐解决方案

方案	电路结构	效果	适用场景
限流电阻并联法	每只CRD串联R_S（R_S=R_D/N，N为并联数）	电流分配不均度<±3%，总电流波动<±2%	低精度、低成本需求（如LED背光）
运放反馈均流法	运放+采样电阻实现闭环控制	电流分配不均度<±0.5%，总电流精度±0.1%	高精度、高可靠性需求（如激光器驱动）
专用并联芯片	集成电流镜或匹配电路的驱动IC	自动补偿器件差异，电流分配不均度<±1%，支持动态调节	工业级、军用级应用（如电池管理系统）