TL431內部結構圖分析

ID:1092028 · 發表于 2023-9-18 21:30

抖音上看到一個關于TL431的視頻，視頻中給出TL431的內部結構電路原理圖，如下圖，求大佬幫忙分析這個電路工作原理！

ID:883242 · 發表于 2023-9-18 22:20

你又不是設計模擬集成電路的，用就行了，沒必要研究原理。

ID:155507 · 發表于 2023-9-18 23:11

TL431 是一款三端雙極晶體管開關，功能上相當于理想的 n 型晶體管，具有穩定的 2.5 V 開關閾值，并且無明顯遲滯。這種“晶體管”的“基極”、“集電極”和“發射極”傳統上稱為基準（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。

在功能層面上，TL431 包含一個 2.5 V 電壓基準和一個將輸入控制電壓與基準電壓進行比較的開環運算放大器。然而，這只是一個抽象：這兩個功能在 TL431 的前端內部密不可分。沒有物理 2.5 V 源：實際內部參考由 1.2 V Widlar 帶隙（晶體管 T3、T4、T5）提供，由輸入射極跟隨器 T1、T6 驅動。即使陰極-陽極電壓降至 2.5 V 以下（最低降至 2.0 V 左右），也能實現正確操作。差分放大器由兩個電流源（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 100 mA 的電流，并通過反向二極管提供極性反轉保護。該電路不提供過電流或過熱保護。

當 VREF 安全低于 2.5 V 閾值（電流電壓曲線上的 A 點）時，輸出晶體管關閉。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 VREF 接近閾值時，ICA 上升至 300–500 μA，但輸出晶體管保持關閉狀態。達到閾值（B 點）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 VREF 超出閾值約 3 mV，且 ICA 達到 500–600 μA（C 點）時，跨導急劇躍升至 1.0–1.4 A/V。高于此點，TL431 以其正常的高跨導模式運行，并且可以方便地用差分電壓到單端電流轉換器模型來近似。電流不斷上升，直到連接陰極與控制輸入的負反饋環路將 VREF 穩定在閾值以上的某個點。嚴格來說，該點 (Vref) 是整個穩壓器的參考電壓。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器在正反饋的情況下工作；在此類應用中，ICA 僅受陽極負載和電源容量的限制。

參考輸入電流 IREF 與 ICA 無關，并且相當恒定，約為 2 μA。網絡饋送參考輸入應能夠提供至少兩倍的電流量（4 μA 或更多）；禁止掛起 REF 輸入進行操作，但不會直接損壞 TL431。只要引腳上的電壓保持在安全限度內，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之間的短路。

三個不同制造商的TL431模具；原來的 TI 芯片在左邊。每個芯片中最大的亮區是補償電容；附近的大梳狀結構是輸出晶體管。 “冗余”接觸墊用于在集成電路封裝之前測試和逐步調整 VREF

ID:1083996 · 發表于 2023-9-19 18:16

431不同廠家的漂移差距特別大，ti等原廠的比較難買到，真真假假的

ID:332444 · 發表于 2023-9-20 13:20

近來想做個花盆缺水告警電路，太陽能板供電，發光二極管指示，考慮就用431做，不知是否有人已經做過？就是缺水程度尚在構思中，也就是土壤濕度做到可以調節的功能，初步考慮用串聯電位器調節。

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