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CRD 定電流二極體 Q&A
Q1. 是否可以透過將 CRD（定電流二極體）並聯來提高電流值？
A1. 每個 CRD 可視為一個電流源，因此可以將多個電流源並聯使用。
當進行並聯時，無論是相同或不同電流值的組合，其總電流為各個電流值的加總。
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圖 1. CRD 並聯連接範例 (1)
此外，CRD 並聯的數量並沒有明確限制。舉例來說，若將五顆 18 mA 的產品並聯，可得到 90 mA 的較大電流。不同的並聯組合亦可應用於各種電路配置中。
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圖 2. CRD 並聯連接範例 (2)
Q2. 是否可以透過將 CRD 串聯來提高最大工作電壓？
A2.在對 CRD 進行過電壓保護的前提下，是可以進行串聯連接的。
由於每個 CRD 可視為電流源，一般而言電流源之間不建議串聯，但透過以下方法可實現串聯應用。
若僅單純將 CRD 串聯，電壓會集中在電流值較低的一側，導致超過最大工作電壓的問題。
因此，必須設計保護機制，確保 CRD 不會超出其最大工作電壓。如下圖所示，可在 CRD 兩端並聯一顆齊納二極體（Zener Diode），用於保護 CRD
避免過電壓。此時，CRD 應選用相同電流值的產品。
圖 3. CRD 串聯連接範例
對於所使用的齊納二極體，其崩潰電壓（Breakdown Voltage）需選擇不超過 CRD 的最大工作電壓。對應關係如表 1 所示。
表 1：CRD 串聯時齊納二極體對應表
| Characteristics | E series | S series | ||
|---|---|---|---|---|
| Maximum working voltage |
Zener voltage | Maximum working voltage |
Zener voltage | |
| 101～562 | 100 | 91 | 100 | 91 |
| 822 | 30 | 27 | 50 | 47 |
| 103 | 30 | 27 | 50 | 47 |
| 123 | 30 | 27 | 50 | 47 |
| 153 | 25 | 22 | 50 | 47 |
| 183 | 25 | 22 | 40 | 36 |
圖 4. CRD 串聯電路範例
透過將 CRD 串聯，可在 85 VAC 至 220 VAC 的寬電壓範圍內，對負載提供定電流。
然而，此電路的效率並不高，因為大部分電壓會由 CRD 承受。
因此，此類電路較適用於小電流應用。
Q3. 是否可以透過將 CRD 串聯來實現雙向定電流？
A3.透過將 CRD 以陰極對陰極（反向串聯）的方式連接，可實現雙向定電流特性。
此方式可應用於需要雙向定電流的場合，或在異常狀況下發生反向電流時進行限流等應用。
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此外，也可以如以下圖示所示，設定為不對稱（不平衡）的電流值配置。
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圖 6. CRD 雙向連接範例 (2)
例如，在電池充電電流與放電電流限制電路中，可透過改變並聯數量，分別設定充電電流與放電電流。
Q4. CRD 具有動態特性與靜態特性兩種，其差異為何？
A4.靜態特性（Static Characteristic）是指以脈衝方式（脈衝寬度：20 ms）測得的 CRD 電流－電壓特性；動態特性（Dynamic Characteristic）則是在 CRD 持續通以直流電時所測得的特性。
在動態特性下，由於自我發熱（Self-heating）影響，隨著施加電壓增加，電流值會有下降的趨勢。
如下圖所示，在靜態特性中，即使施加電壓自 10 V 起變化，電流仍能維持在近似恆定的數值。
而短脈衝時間所測得的特性，是在通電產生的熱效應可忽略的條件下所取得的數據。
圖 1. CRD S 系列靜態特性曲線
動態特性（Dynamic Characteristic）是指在持續施加直流電（DC）時的電流－電壓特性。
此特性反映了 CRD 在通電後因自我發熱並達到熱平衡（熱飽和）時的電流表現。
與靜態特性相比，動態特性會隨著施加電壓增加而呈現電流下降的趨勢。由於 CRD 上的電壓 V 與電流 I 所產生的功率 P = V × I 會轉換為熱能，當產生的熱量相對於 CRD 的熱阻較小時，溫度上升不明顯；但當 CRD 使用功率達到 100 mW 以上時，自我發熱造成的溫升影響就不可忽略。
此現象在大電流 CRD 中更為明顯；相對地，小電流產品幾乎不受自我發熱影響，能維持良好的定電流特性。
圖 2. CRD S 系列動態特性曲線
Q5. 是否有方法可以改善 CRD 動態特性的定電流特性？
A5.可透過在 CRD 並聯一個自我發熱補償電阻（Self-heating Compensating Resistor）來改善其定電流特性。
CRD 的動態特性會因自我發熱，使得隨著施加電壓增加，電流值下降；但透過在 CRD 並聯電阻，可對此電流下降進行補償。
圖 7. 自我發熱補償電阻並聯連接
表 2 顯示 CRD S 系列與 E 系列的補償電阻對應值。
(1) S series (500mW)
| Type name | S-102 | S-152 | S-202 | S-272 | S-352 | S-452 | S-562 | S-822 | S-103 | S-123 | S-153 | S-183 |
| Resistance value | 1.1MΩ | 430kΩ | 300kΩ | 200kΩ | 130kΩ | 91kΩ | 62kΩ | 27kΩ | 18kΩ | 15kΩ | 12kΩ | 9.1kΩ |
(2) E series (300mW)
| Type name | E-102 | E-152 | E-202 | E-272 | E-352 | E-452 | E-562 | E-822 | E-103 | E-123 | E-153 | E-183 |
| Resistance value | 1MΩ | 390kΩ | 240kΩ | 120kΩ | 82kΩ | 56kΩ | 39kΩ | 20kΩ | 15kΩ | 11kΩ | 9.1kΩ | 7.5kΩ |
箝位電流（Pinch-off Current）在 1 mA 以上的定電流二極體（CRD），其電流具有負溫度係數（Negative Temperature Coefficient），會因自我發熱而導致電流值下降。
透過使用補償電阻，可抑制電流下降，進而獲得較佳的定電流特性。
圖 3 與圖 4 顯示加入自我發熱補償電阻後的動態特性。
由於最佳補償電阻的選擇會受到實際安裝條件的熱阻影響，建議在實際應用環境中透過調整電阻值進行實驗，以確定最適合的補償電阻。
| 圖 3. CRD S 系列補償後動態特性曲線 | 圖 4. CRD E 系列補償後動態特性曲線 |
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