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三极管接成二极管的特点与用途

在电子电路中，常见到晶体三极管接成二极管的形式使用，特别是在集成电路中，这种情况更为普遍。

在图1的分立元件组成的差动式放大电路中，T4三极管的基极和集电极是短接在一起的，构成了一个二

极管，在电路中起温度补偿作用。T4三极管的材料和类型与T3完全相同，这是因为同类型三极管的温度

系数更为接近和一致，所以温度补偿的效果更好。其补偿原理是：未加入T4、R2之前，T3、R1、R3构

成一个恒流源。I3=(Ec-Ube3)／[R3+(R1／B)]，其特点是动态电阻大，静态电阻小，作为T1、T2的射极

有源负载，抑制共模放大。由于T3的Ube3易受温度影响，使I3也易受温度影响而发生变化。加入了T4、

B2之后，I3=Ec-Ube3-R1I4／[R3+(R1／β)]，当温度变化引起Ube3↓时，由于T3与T4完全相同，Ubet

也↓，I4=Ec-Ube4／(R1+R2)，使得I4↑从而使I3=Ec-Ube3↓-R1I4↑／[R3+(R1／β)]基本保持恒定，补偿了

温度变化引起的电流变化，从而起到了温度补偿的作用。就是说，在分立元件电路中，若三极管接成二极

管使用，大都是作为温度补偿使用的。转载请注明转自维修吧“-”

在集成电路内使用的二极管，多用作温度补偿元件或电位移动电路，一般也是采用三极管构成。三极管

接成的二极管形式，大都采用集电极和基极短接的方式，这与集成电路的制造工艺有关。这样接成的二极

管正向压降，接近于同类型三极管的Ube值，其温度系数亦与Ube的温度系数接近，故能较好地补偿三

极管发射结的温度特性。这是模拟集成电路的一个重要特点。在集成电路中，根据用途的不同，所使用的

二极管相当于三极管的发射极一基极结或集电极一基极结组合而成。由于集成电路采用硅材料作衬底，所

以正向电压为0．6-0．9V，反向击穿电压，用发射极-基极结时为7—9V；用集电极-基极结时为30-50V。

在集成电路中，三极管接成二极管使用有多种组合方式，它的特性参数如附表所示。利用温度补偿原理和

半导体三极管PN结的非线性伏安特性，再和集成运算放大器配合，可以对输入信号实现对数运算和反对

数运算。组成电路如图2、3所示。转载请注明转自维修吧“-”

在上述电路中，三极管被接成二极管的形式，可以称为对数晶体管或对数元件，即把对数元件接于集成

运算放大器的反馈回路中，就构成了对数放大器。如把对数元件接于运算放大器的反相输入回路中，就可

组成简单的反对数放大器。在对数放大器和反对数放大器的基础上还可构成乘法运算放大器和除法运算放

大器等，此处不再介绍。

由此看来，由三极管连接而成的二极管，有与众不同的特点和奇妙的用途，这对我们使用已有的电子元

件开发新的应用电路，给予了一个很好的启示。

集成直流对数放大器

摘要：在对数放大器应用中，直流对数放大器在压缩传感器信号动态范围的应用中仍然占据

主导地位，是一种高性价比的解决方案。本文推导了直流对数放大器的传输函数，从双极型

晶体管的VBE到IC特性。讨论了目前集成直流对数放大器的电路结构以及各种误差对对数

性能的影响，并给出了MAX4206设计范例。最后，还给出了通过校准改善对数放大器性能

的方法以及设计细节。

本文还发表于Maxim工程期刊，第56期(PDF,950kB)。

半个多世纪以来，工程师一直采用对数放大器来压缩信号和进行计算。尽管在计算应用中，

数字IC几乎全部取代了对数放大器，工程师还是采用对数放大器进行信号压缩。因此，对

数放大器仍旧是许多视频、光纤、医疗、测试以及无线系统中的关键元件。

顾名思义，对数放大器的输出和输入之间为对数函数关系(由于对应不同的底，对数函数之

间仅差一个常数系数，因此对数的底并不重要)。利用对数函数，您可以压缩系统信号的动

态范围。将宽动态范围的信号进行压缩有多种优点。组合应用对数放大器和低分辨率ADC

通常可以节省电路板空间，并降低系统成本。否则，可能需要采用高分辨率ADC。而且，

通常当前系统中已经包含低分辨率ADC，或者微控制器已内置这种ADC。转换成对数参数

也有利于很多实际应用，例如以分贝表示测量结果的应用，或者转换特性为指数或近似指数

的传感器应用。

上世纪90年代，光纤通信领域开始采用对