TL431内部结构图分析

ID:1092028 · 发表于 2023-9-18 21:30

抖音上看到一个关于TL431的视频，视频中给出TL431的内部结构电路原理图，如下图，求大佬帮忙分析这个电路工作原理！

ID:883242 · 发表于 2023-9-18 22:20

你又不是设计模拟集成电路的，用就行了，没必要研究原理。

ID:155507 · 发表于 2023-9-18 23:11

TL431 是一款三端双极晶体管开关，功能上相当于理想的 n 型晶体管，具有稳定的 2.5 V 开关阈值，并且无明显迟滞。这种“晶体管”的“基极”、“集电极”和“发射极”传统上称为基准（R 或 REF）、阴极（C）和阳极（A）。正控制电压 VREF 施加在参考输入和阳极之间；输出电流 ICA 从阴极流向阳极。

在功能层面上，TL431 包含一个 2.5 V 电压基准和一个将输入控制电压与基准电压进行比较的开环运算放大器。然而，这只是一个抽象：这两个功能在 TL431 的前端内部密不可分。没有物理 2.5 V 源：实际内部参考由 1.2 V Widlar 带隙（晶体管 T3、T4、T5）提供，由输入射极跟随器 T1、T6 驱动。即使阴极-阳极电压降至 2.5 V 以下（最低降至 2.0 V 左右），也能实现正确操作。差分放大器由两个电流源（T8、T9）组成；它们电流的正差流入 T10 的基极。输出开路集电极晶体管 T11 可以吸收高达 100 mA 的电流，并通过反向二极管提供极性反转保护。该电路不提供过电流或过热保护。

当 VREF 安全低于 2.5 V 阈值（电流电压曲线上的 A 点）时，输出晶体管关闭。为前端电路供电的残余阴极-阳极电流 ICA 保持在 100 和 200 μA 之间。当 VREF 接近阈值时，ICA 上升至 300–500 μA，但输出晶体管保持关闭状态。达到阈值（B 点）后，输出晶体管轻轻打开，ICA 开始以 30 mA/V 左右的速率上升。当 VREF 超出阈值约 3 mV，且 ICA 达到 500–600 μA（C 点）时，跨导急剧跃升至 1.0–1.4 A/V。高于此点，TL431 以其正常的高跨导模式运行，并且可以方便地用差分电压到单端电流转换器模型来近似。电流不断上升，直到连接阴极与控制输入的负反馈环路将 VREF 稳定在阈值以上的某个点。严格来说，该点 (Vref) 是整个稳压器的参考电压。或者，TL431 可以作为电压比较器在无反馈的情况下工作，或者作为施密特触发器在正反馈的情况下工作；在此类应用中，ICA 仅受阳极负载和电源容量的限制。

参考输入电流 IREF 与 ICA 无关，并且相当恒定，约为 2 μA。网络馈送参考输入应能够提供至少两倍的电流量（4 μA 或更多）；禁止挂起 REF 输入进行操作，但不会直接损坏 TL431。只要引脚上的电压保持在安全限度内，它就可以承受任何引脚的开路、任何引脚的接地短路或任何引脚对之间的短路。

三个不同制造商的TL431模具；原来的 TI 芯片在左边。每个芯片中最大的亮区是补偿电容；附近的大梳状结构是输出晶体管。 “冗余”接触垫用于在集成电路封装之前测试和逐步调整 VREF

ID:1083996 · 发表于 2023-9-19 18:16

431不同厂家的漂移差距特别大，ti等原厂的比较难买到，真真假假的

ID:332444 · 发表于 2023-9-20 13:20

近来想做个花盆缺水告警电路，太阳能板供电，发光二极管指示，考虑就用431做，不知是否有人已经做过？就是缺水程度尚在构思中，也就是土壤湿度做到可以调节的功能，初步考虑用串联电位器调节。

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