【个人经验分享】恒流源三极管异常倒灌

24c01Hardware · 2026 年7 月 8 日 01:29

这个问题是一个比较有意思的问题，做硬件做久了真是发现各种各样的问题都可能会出现。这些问题有的挺明显的，大多数都是处于对器件的不完全理解，本期就是一期挺有意思的异常分析。

电路图分析：

是需要一个恒流源输出，采用了一个Howland电流源拓扑。然后最终画好的电路图大致是这样。输出电流为I=DAC/100。

24c01Hardware · 2026 年7 月 8 日 01:30

问题描述：

打板回来之后，就发现很奇怪，5V供电异常（5V由板子上的LDO输出），发现5V不是5V，而是变成了7v多然后电压乱跳，到8V来回跳动。

问题分析：

首先怀疑了电源芯片，然后更换电源芯片无果，现象表现一样。最终发现去掉三极管Q1后异常现象消失，最终定位为（J1）空载或者负载电压过高导致运放输出过高进而导致BC的PN结导通，电流通过BC的PN结倒灌到5V电源，而5V电源吸纳电流能力有限，导致5V电源输出异常。仿真如下：

24c01Hardware · 2026 年7 月 8 日 01:30

问题解决：

方案1：

将5V更换为与运放相同的12V供电，或者比12V高的供电也可以。这样可以杜绝BC的PN结正偏导致的电流异常倒灌现象。

24c01Hardware · 2026 年7 月 8 日 01:30

方案2：

这种方法不是很推荐，不过如果非得要三极管的集电极的电压要小于运放的供电电压的话，建议在三极管的集电极串联一颗肖特基二极管，这样可以阻断某些情况可能存在倒灌路径。例如下图：

24c01Hardware · 2026 年7 月 8 日 01:32

总结：

大家使用三极管的时候要额外注意BC的PN结，有时候很容易忽略BC的PN结，导致电路异常。这个BC的PN结之前在电平转化电路中也有提及，感兴趣的朋友可以去看看以往的文章。