核心结论

恒流二极管（CRD）即使具备双向导通能力，在电路中仍不能直接短路，原因如下：

1. 恒流特性限制：双向导通仅意味着电流可双向流动，但输出电流仍受器件恒流值限制（如5mA或10mA），短路会导致电流超过器件额定值，引发损坏。

2. 热失控风险：短路时功率耗散（P=I2×RDS(ON)）远超器件散热能力，导致过热烧毁。

3. 破坏恒流机制：短路会强制器件偏离恒流工作区，可能触发不可逆的电学或热损伤。

关键分析

1. 恒流二极管的基本特性

• 恒流机制：
  恒流二极管通过内部负反馈机制（如JFET的夹断效应或双极晶体管的基区宽度调制）维持输出电流恒定，与输入电压或负载电阻无关（在器件工作范围内）。

• 双向导通能力：
  部分恒流二极管（如双向恒流二极管）通过内部对称结构（如背靠背JFET）实现电流双向流动，但恒流值仍保持不变（如±5mA）。

2. 短路时的物理行为

• 电流失控：
  短路时，外部电路电阻趋近于零，但恒流二极管仍试图维持恒定电流（如5mA）。若外部电源电压足够高（如5V），器件内部将承受高电压（V=I×Rinternal），导致功耗激增（P=V×I）。

• 热损伤：
  恒流二极管的导通电阻（RDS(ON)）通常为几十欧姆至几百欧姆，短路时功耗可能达数百毫瓦（如5V×5mA=25mW，但若电源电压更高或电流失控，功耗会指数级上升），远超器件散热能力，导致热失效。

• 电学失效：
  短路可能导致器件内部PN结击穿或金属化层熔断，永久损坏。

2. 双向导通≠无限制电流

• 双向导通的本质：
  双向恒流二极管允许电流在两个方向流动，但每个方向的电流仍受恒流值限制（如±5mA）。

• 与普通二极管的区别：
  普通二极管反向截止时电流几乎为零，而双向恒流二极管反向时仍输出恒定电流（如-5mA）。

• 短路后果：
  无论正向还是反向，短路均会导致电流超过恒流值，触发器件保护机制（如热关断）或直接损坏。

3. 实际案例分析

• 案例1：5V电源与双向恒流二极管（±5mA）

• 正常工作：二极管两端电压为恒流值对应的压降（如10V时压降约5V）。

• 短路时：若电源内阻极低，电流可能瞬间超过5mA，导致器件过热损坏。

• 案例2：电池供电的双向恒流电路

• 正常工作：恒流二极管限制电流为额定值（如±5mA），保护负载。

• 短路时：电流仍被限制在5mA，但若电源内阻过低，可能因电压过高导致器件击穿。

关键原因总结

1. 恒流值限制：
   双向导通仅改变电流方向，不改变恒流值。短路时，若外部条件（如电源电压）使电流超过恒流值，器件将无法正常工作。

2. 功率耗散限制：
   恒流二极管设计用于低功耗场景（如毫瓦级），短路时可能因功率耗散过大（如瓦级）而损坏。

3. 器件保护机制：
   恒流二极管内部无主动短路保护功能，需外部电路（如限流电阻、熔断器）配合使用。

如何避免短路风险？

1. 串联限流电阻：

• 在恒流二极管电路中串联电阻（如100Ω），限制短路电流至安全范围（如5mA），防止器件过载。

2. 使用保险丝或PTC：

• 在电路中加入保险丝或PTC（正温度系数热敏电阻），短路时切断电流或限制电流至安全值。

3. 设计恒流源电路：

• 通过运放或专用芯片构建恒流源，替代直接使用恒流二极管，增强电路稳定性。

总结与推荐

1. 恒流二极管的核心作用：

• 提供恒定电流，而非限制电流。短路时，电流仍受器件恒流值约束，但可能因功耗过大导致热损坏。

2. 不能短路的原因：

• 热失控：短路时功耗激增（P=I2R），超出器件散热能力。

• 器件损坏：恒流二极管非为短路设计，过流可能导致内部结构热击穿或金属化层熔断。

3. 防护措施：

• 限流：串联电阻限制电流至额定值。

• 恒流源替代：用运放或专用芯片构建恒流电路，规避器件过载风险。

• 保险装置：加入保险丝或PTC，切断过流路径。

最终答案

恒流二极管虽双向导通，但不能短路，因其恒流特性会限制电流，而短路会导致热失控或器件损坏。需通过限流电阻、保险装置或恒流源设计保障安全。