TL431是一款常用的精密基準電壓源IC，其在電路中的基本用途就是穩壓，雖然穩壓管亦可以用於穩壓，但穩壓管產生的穩定電壓不論是精度還是溫度穩定性皆無法與TL431產生的穩定電壓相比。另外，TL431產生的穩定電壓不像ICL8069或LM385那樣是固定的1.2V或2.5V，其電壓可以透過兩個外接電阻在2.5～36V之間設定，使用非常靈活，故該穩壓IC獲得了廣泛應用。下面我們詳細介紹一下TL431在穩壓電路中的基本應用。TL431的內部電路框圖如上圖所示，其內部由2.5V的精密基準電壓源、比較器及輸出三極體等部分組成，IC的外部只有三個引腳，其引腳排列如下圖所示。TL431的A引腳為陽極，K引腳為陰極，R引腳為參考極。在用TL431構成穩壓電路時，其與穩壓管一樣，應反向接於電路中，R端視具體應用電路，或與K端直接短接，或與外接的調壓電阻連線。TL431的外形封裝一般有TO-92、SOT-23及SOP-8等幾種，其中前兩種封裝是現在常用的，SOP-8封裝的TL431體積較大，並且有5個空腳，佔用PCB板的面積較大，很少使用。

TL431穩壓IC的最高輸入電壓為37V，輸出電壓可在2.5～36V之間設定，工作電流最大為100mA，最小為1mA，基準電壓典型值為2.495V，溫度係數典型值為50ppm/℃。其基本應用電路如下圖所示。上圖中，圖a是採用TL431構成的精密2.5V基準電壓源，將IC的陰極K及參考極R短接後透過一個限流電阻R接輸入電壓Vin的正極，陽極A直接接Vin的負極，這樣即可構成一個具有良好溫度穩定性的2.5V精密基準電壓源。限流電阻R的取值視Vin及負載電流的大小而定，不過其取值應確保流過TL431的電流在1～100mA範圍內，若流過TL431的電流小於1mA，IC無法正常工作；若流過TL431的電流超過100mA，IC會因管耗過大而發熱，甚至燒壞。

若電路要求TL431的基準電壓可調，此時可以採用圖b所示的電路，在IC的R端外接兩個電阻來設定基準電壓。此時電路的輸出電壓Uo＝2.5（1＋R2/R3）。為了保證基準電壓的精度及溫度穩定性，電阻R2和R3最好選用精密金屬膜電阻，並且安裝時儘可能的靠近TL431的引腳。

上述穩壓電路中的TL431相當於一個阻值受電流控制的可控電阻，當Vin或負載電流發生變化，導致TL431兩端電壓不穩定時，TL431的A、K兩個引腳之間的等效電阻自動發生變化，從而調整流過限流電阻R的電流。這裡假定因Vin減小導致TL431兩端的2.5V電壓降低，此時TL431的A、K兩極之間的等效電阻的阻值自動增大，這樣流過電阻R的電流就會變小，R兩端的電壓也會變小，從而使TL431兩端的電壓又回升，保證了其兩端電壓的穩定。

上圖中的兩個穩壓電路直接採用TL431穩壓，其輸出電流較小，一般用於負載電流在幾十mA以下的小電流穩壓電路中。若想增大電路的輸出電流，亦可以採用下圖所示的電路，透過外接三極體來增大輸出電流。上圖電路中，NPN型三極體作為調整管，用來增大輸出電流，TL431給三極體的基極提供一個穩定的參考電壓，這種電路的輸出電流主要由三極體來決定，採用8050之類的小功率三極體，輸出電流可達數百mA。

TL431穩壓IC的用途很廣，除了上述的基本應用之外，其還可以用來構成精密恆流源電路或各種電壓檢測電路。

這種積體電路有三種形式，一種想塑封狀的三極體一樣，它的封裝形式是T0-92A。它有三個引腳，把平面對著自己，從最左邊起第一個引腳用R表示，是電壓的取樣引腳；第二個引腳是用A表示，稱為陽極；最右邊的引腳用K表示，它是控制端。

第二種是整合貼片形式的，其封裝是SOJ-8型的，有八個引腳，其中第二、三、四、五、七腳是懸空不用的引腳。第三種就是貼片形狀的，SOT-23封裝形式的。

我們用一個電路圖來說明這個TL431穩壓晶片的工作過程，我們從圖中可以看出輸出電壓用兩個電阻RW和和R3就可以任意的設定從2.5V（Verf）到24V範圍內進行調節。

1、透過TL431對電壓輸出穩定的過程

我們假設當輸出電壓下降的時候，TL431穩壓晶片的R腳處的電壓就會降低，這個降低的電壓經過T1431內部放大後會使TL431的K引腳（陰極）電壓會升高，然後經過MOS管K790進行導通調整之後就會使輸出的電壓升高。

我們又假設當輸出電壓升高時候，TL431穩壓晶片的R腳處的電壓也會升高，同樣這個升高的電壓經過TL431內部電路處理後它的陰極K引腳的電壓就會降低，這樣MOS管作為調整管的動態電阻就會增大，從而促使了這個電路的輸出電壓的降低。

2、穩壓過程的總結

因此我們透過穩壓過程很容易弄明白，當TL431的參考極R的電壓升高的時候，其TL431的陰極K的電壓會降低，相反的是當TL431的參考極R的電壓降低的時候，其TL431的陰極K的電壓會升高。就是透過這種電壓的調整從而使輸出電壓得到穩定的。

TL431的質量好壞，可用萬用表R×1kΩ檔進行測量。也可以用數字萬用表的二極體的檔位去測量，其測量的步驟如下。

第一步是：我們先用黑表筆去測TL431的陽極A，紅表筆去測它的參考極R，這時應該顯示的數字是1.4然後把表筆調換一下顯示的數字應該是1.3這個值。

第二步是：用黑表筆去測TL431的陽極A，紅表筆去測它的陰極K，這時應該顯示的數字是1，然後把表筆調換一下顯示的數字應該是0.6。

第三步是：用紅表筆去測TL431的參考極R，黑表筆去測它的陰極K，這時應該顯示的數字是0.7，然後把表筆調換一下顯示的數字應該是1。

還有一種比較簡便的方法是用數字萬用表的hEF檔位中的PNP插座來測試，我們把TL431的參考極R插入“E”孔，陽極A插入“B”孔，陰極K插入“C”孔，這時數字萬用表應該顯示數字大約是431這個值。如果顯示的比這個值相差較大說明這個晶片應該是損壞了，當這個穩壓整合晶片損壞後如沒有同型號的進行替換的話，我們可以用KA431、LM431、YL431、等進行替換使用。

在做電路的設計以及分析時，主要是針對以下的電氣效能引數進行分析：

電流、電壓、功率、頻率特性等。

對於電源還需要考慮輸出電阻，輸出電壓，輸出電流，輸出功率，輸出穩定性等。除此之外，我們還需要考慮可靠性和穩定性。

為了確保設計的電路能正常工作，我會將電路劃分為不同的功能模組，以功能模組為最小單位再以模組中的核心器件為中心展開分析，列出該核心器件所有輸入輸出口，

與上述的電氣引數結合進行電路分析。

對於TL431，根據規格書，其有以下特性：

1) 不管Ref腳的輸出電阻多大，Ref引腳的電壓能恆定在2.5V。

2）具有1 mA至100 mA的寬工作電流範圍，最低工作電流為1mA。

1)根據Ref引腳推匯出陰極K極的穩壓電壓。

2)根據穩壓電源的負載確認穩壓電源的負載電流的最大、最小、典型值。比如給微控制器供電，可以從微控制器的規格書，根據工作頻率獲取工作電流。

3)根據輸入電壓Uin、穩壓電壓、限流電阻R1確認TL431的工作電流，確保其在1mA至100mA之間。

4)限流電阻R1的功率為PR1=(Uin-Uo)*(Uin-Uo)/R1，根據計算結果，選擇合適功率的電阻。

根據Vref=Uo*R3/(R2+R3)，可以得到Uo=2.5*(1+R2/R3)。

流入A極的電流為(Uin-Uo)/R1-IL,(IL為負載電流）。

輸入電壓為12V左右，微控制器的工作電流為8mA。

而TL431的Ref引腳只需要uA級的電壓就可以實現穩壓，所以R2,R3選擇K級的電阻。

根據Uo=2.5*(1+R2/R3)，選擇R2=R3=10K。

負載電流>8mA，取24mA，再加上流入K級的1mA的電流，(Uin-Uo)/R1>IL+1mA。

R1<(Uin-Uo)/(IL+1mA)=(12V-5V)/25mA=280ohm。

選擇300ohm的電阻，此時，R1的耗散功率為(12-5)*(12-5)/280=175mW。

選擇功率為1/4W的1206封裝的貼片電阻。

此前我已經用這個晶片設計過很多電路，現在分為三塊講解，保證能看懂搞明白。如果還不懂，那就是沒用心。。。

本文主要包括TL431的特性，晶片的內部電路分析，以及TL431廣泛的應用和計算。挑選7個最具代表性的電路案例來分析計算，講解。

TL431的基本特性

幼兒園降維講解，TL431A可認為是起溫度補償作用可變/可調節的齊納二極體。它也可以用作參考電壓。

TL431是一個穩壓二極體，可透過更改與其相連的電阻器的值來程式設計輸出電壓。 它的作用幾乎就像一個齊納二極體，只是該IC的額定電壓是可程式設計的。 通常用於提供負或正電壓基準。

TL431 是一個具有良好的熱穩定效能的三端可調分流基準源。

TL431內部電路分析

等效原理圖分析：

對於這個原理圖，我們首先看他整體的電路模組，發現它使用了兩個電流源（左下角使用Q2, Q3等構成的微電流源，中間上面Q5, Q6等使用的是比例電流源。），一個達林頓管。

大致結構弄清楚了，然後，在依次仔細看細節。

首先當陰極 CATHODE 通電時，a 點便有了電壓，那麼後面的 Q10、Q11 組成 的達林頓管也會導通，但會馬上截止【電壓穩定後 a 點電壓會為 0】，同時 Q4，Q1 也導通，那麼下面的微電流源就開始工作，這樣整個電路的在通電的瞬間開始工作，在微電流源中，由於電流源比較穩定，不管陰極的電壓波動多大，它總會因為後面有個穩壓管而使得微電流源的電流很穩定，這樣 b 點的電壓也就很穩定，進而 REF 端的電壓也很穩定在 2.5V ，【至於為什麼是 2.5V，其實沒有必要進行具體分析】；由於微電流源工作，所以 Q7、Q8 都導通，從而上面的比例電流源也開始導通，由於這裡的兩個電阻都為 800，所以也可以把它看成是一個映象電流源，事實上映象電流源與比例電流源的原理幾乎沒有差別。不過這裡的 Q7 我覺得它會飽和，因為集電極端可以等效的認為比基級端接了一個 800 歐的電阻，可能電壓沒有基級高，Q8 處於放大狀態。而當比例電流源工作後，Q9 會導通，那麼 a 點便又有了電壓，這樣後面的達林頓管也會導通。這樣它會去控制 CATHODE 端的電壓。

TL431的應用

在上圖中，使用TL431A作為一個簡單的2.5V的參考電壓。這比齊納二極體的溫度穩定得多。對於電阻的選擇，原則是選擇一個電阻值----將Ik限制在20mA至40mA之間。

上圖中， Ik=V/I=（12V-2.5V）/330 ohm=29mA

在上圖中，我們巧妙的使用TL431做了分壓器設計了5V的參考電壓。

其輸出電壓等於Vo=（1 + R1 / R2）* 2.5V。

計算也非常簡單，Vref=2.5V, 所以，Ir2=2.5V/R2

因此，Vo=Ir2*(R1+R2)= （1 + R1 / R2）* 2.5V, 其中，我把Iref忽略了，大家可以考慮考慮是什麼原因?電路的應用條件又是什麼？

在這種情況下，它將是5/2.5 = 2; 2-1 =1。

所以，很容易得到，R1和R2的兩個相等的電阻就行了，因此取，每個電阻10K。

前面提到TL431 的內部含有一個2.5V 的基準電壓,所以當在REF 端引入輸出反饋時,器件可以透過從陰極到陽極很寬範圍的分流，控制輸出電壓。如圖所示的電路,當R1 和R2 的阻值確定時,兩者對Vo 的分壓引入反饋，若V o 增大，反饋量增大，TL431 的分流也就增加，從而又導致Vo下降。顯見,這個深度的負反饋。

上面這個條路稍加修改就是一個非常實用的電路了，比如

應用作為恆流源電路

看到，前面有人問道說這個電路是否可以作為恆流源，有些人沒做過恆流源，或對此不熟悉。因此，回答的含糊其辭，我09年做的第一個電路，就是恆流源，後面有設計了很多LCD，AMOLED的恆流源電路，因此對此比較熟悉。下面略加分析

原理：由前面的例子我們可以看到，器件作為分流反饋後，RE 端的電壓始終穩定在2.5V，那麼接在REF 端和地間的電阻中流過的電流就應是恆定的。這應該很好理解。

利用這個特點，可以將TL431 應用很多恆流電路中。

如上圖是一個實用的精密恆流源電路。原理很簡單，不再贅述。但值得注意 的是，TL431 的溫度係數為30ppm/℃，所以輸出恆流的溫度特性要比普通映象恆流源或恆流二極體好得多，因而在應用中無需附加溫度補償電路。

TL431 製成的高精度穩壓直流電源

電路的紋波極小,精度極高,可以作高檔電器供電電源。

這個電路，是網上貼的圖，我做過一些反激電源，POE中的電路，則是將TL431和PC817組合起來，這也是一個非常常見的組合電路，應用極多。貼一張圖。就不細分析了。大家感興趣，可以慢慢學習，分析，TL431能組合的電路挺多，可玩性也很高，感興趣的還可以模擬分析。

要學好硬體設計很簡單，只需三步即可：

第一要知道晶片能幹什麼的？特性如何？

第二，要知道晶片內部結構，原理是什麼？

第三，大量的應用，大量的電路設計，這樣才能從各個方面理解晶片，吃透晶片。

TL431是一個精密穩壓元件。它的最低穩壓為2點49伏。最大穩壓為34伏。由R腳為控制極，A為陰極，K為陽極。實際A與R為運放電路。R為控制端，與外接電阻形成分壓比，輸入內部運放電路。產生不同電壓輸出。一般都在2點5伏

TL431是一種穩壓晶片，它的作用是透過調節輸出電壓來維持輸出電壓的穩定性。TL431透過比較輸出電壓與參考電壓的差值，並透過改變輸出電流的大小來調節輸出電壓。這樣，無論輸入電壓的波動如何，TL431都能夠維持輸出電壓的穩定性。

總的來說，TL431是一種用於維持輸出電壓穩定性的晶片，它透過改變輸出電流的大小來調節輸出電壓，從而確保輸出電壓的穩定性。