一、核心功能分工與底層邏輯

1. CRD的角色：恒流基準+抗擾基石

• 恒流基準：
  CRD通過雪崩擊穿或隧道效應提供絕對穩定的電流（如600μA），其動態阻抗（15~30Ω）天然抑制電源電壓波動對電流的影響。

• 抗擾能力：
  CRD的電流穩定性優于分立元件（如BJT+電阻組合），溫漂可控（±0.3%~±0.5%/℃），適合作為高精度恒流源的“壓艙石”。

2. FET的角色：電流微調+動態補償

• 電流微調：
  FET通過柵極電壓調節漏極電流，補償CRD的初始離散性（±5%~±10%），使輸出電流精度逼近CRD標稱值。

• 動態補償：
  FET的高跨導（g_m>100mS）可快速響應負載變化，避免CRD動態響應不足導致的電流波動（如大動態音頻場景）。

二、參數匹配的“黃金三角”法則

1. 電流一致性：CRD與FET的“接力賽”

• CRD選型：
  選擇電流標稱值略高于目標輸出的CRD（如需1mA輸出，選1.05mA標稱CRD），預留FET調節余量。

• FET選型：
  確保FET的飽和區電流調節范圍覆蓋CRD離散性（如CRD±10%，則FET需支持±20%電流調節能力）。

2. 溫度互補性：CRD與FET的“冰火對沖”

• 溫漂抵消：
  CRD電流隨溫度升高（正溫漂），而JFET電流隨溫度降低（負溫漂），兩者組合可實現總溫漂<±0.1%/℃。

• 器件配對：
  優先選擇溫漂系數互補的器件（如CRD+0.4%/℃ + JFET-0.3%/℃），避免正向疊加。

3. 動態阻抗協同：CRD與FET的“阻抗接力”

• CRD動態阻抗：
  15~30Ω的阻抗可抑制電源電壓波動，但對負載變化敏感（如負載電阻翻倍，電流波動約5%）。

• FET輸出阻抗：
  JFET的輸出阻抗>1MΩ，MOSFET>10kΩ，可隔離負載變化對CRD的影響，確保電流穩定。

三、工程化設計的關鍵經驗法則

1. 啟動穩定性：避免“死區”與“過沖”

• 柵極偏置：

• JFET：柵極電壓需略低于夾斷電壓（如2N5457的V_P=-1.5V，則柵極電壓設為-0.8V）。

• MOSFET：柵極電壓需高于閾值電壓（如IRF540N的V_GS(th)=4V，則柵極電壓設為5V）。

• 啟動保護：
  增加柵極下拉電阻（100kΩ~1MΩ），防止浮空導致FET誤導通或截止。

2. 噪聲抑制：CRD與FET的“靜音組合”

• CRD噪聲：
  優先選擇低噪聲CRD（如散粒噪聲<10pA/√Hz），避免高頻噪聲通過FET放大。

• FET噪聲：
  JFET的1/f噪聲遠低于MOSFET，適合低頻場景（如音頻偏置）；MOSFET的閃爍噪聲可忽略，適合高頻場景（如射頻）。

3. 保護機制：防浪涌與防擊穿

• 浪涌抑制：
  在CRD與FET間串聯限流電阻（10~100Ω），抑制啟動時的電流沖擊。

• 電壓鉗位：
  在FET柵極并聯齊納二極管（如5.1V），防止柵極過壓擊穿。

四、典型應用場景的選型優先級

1. 精密儀表：電流精度為王

• 核心需求：
  電流精度<±1%，溫漂<±50ppm/℃，長期穩定性>10年。

• 器件推薦：

• CRD：HCR-100（100μA，±0.5%精度，±0.3%/℃溫漂）。

• FET：2N5485（JFET，0.5~2mA電流范圍，-0.3%/℃溫漂）。

• 經驗總結：
  需激光分選CRD電流值，并通過老化測試剔除早期失效器件。

2. LED驅動：大電流與效率的平衡

• 核心需求：
  輸出電流1A，電壓范圍10~30V，效率>90%。

• 器件推薦：

• CRD：LM334Z（可調CRD，外接電阻設置1.05A）。

• FET：IRF540N（MOSFET，0.044Ω導通電阻，雪崩能量100mJ）。

• 經驗總結：
  需優化PCB布局（如CRD與FET靠近放置），減少走線電感導致的振蕩。

3. 電池均衡：多路一致性與安全性

• 核心需求：
  均衡電流10mA，反向擊穿電壓>25V，多路并聯一致性>95%。

• 器件推薦：

• CRD：2DH6（600μA，需并聯17只實現10mA）。

• FET：BSS138（MOSFET，用于電流分配控制）。

• 經驗總結：
  需通過分選CRD電流值（±3%以內），并增加熔斷器防止單路失效擴散。

五、避坑指南：從失敗案例中提煉的5條鐵律

1. “溫漂不匹配，精度全白費”

• 某HIFI設備因CRD（+0.5%/℃）與MOSFET（+0.2%/℃）同向溫漂，導致夏季電流超標20%。

• 對策：始終選擇溫漂方向相反的器件組合。

2. “柵極偏置錯，啟動就翻車”

• 某工業儀表因未加柵極下拉電阻，導致批量生產中10%產品啟動失敗。

• 對策：柵極偏置電路必須包含下拉電阻（100kΩ~1MΩ）。

3. “動態阻抗低，負載一變就跪”

• 某激光驅動電路因CRD動態阻抗僅10Ω，負載電阻從10Ω突變至100Ω時電流波動達15%。

• 對策：CRD動態阻抗需≥負載電阻變化的1/3。

4. “噪聲不控制，底噪毀所有”

• 某音頻前級因CRD噪聲未濾波，導致本底噪聲從-90dBu升至-80dBu。

• 對策：CRD后必須接LC濾波器（L=10μH，C=100μF）。

5. “保護不到位，浪涌秒報廢”

• 某LED驅動板因未加限流電阻，導致上電瞬間CRD燒毀率30%。

• 對策：CRD與FET間必須串聯限流電阻（10~100Ω）。

六、終極結論：選型與設計的“三板斧”

1. 第一板斧：精準定位需求

• 精度優先？選CRD+JFET（如儀表偏置）。

• 大電流優先？選CRD+MOSFET（如LED驅動）。

• 成本優先？選分立CRD+通用FET（如電池均衡）。

2. 第二板斧：死磕參數匹配

• 電流一致性：CRD標稱值>目標值5%~10%。

• 溫漂互補性：CRD正溫漂+FET負溫漂。

• 動態阻抗：CRD阻抗≥負載變化的1/3。

3. 第三板斧：驗證閉環設計

• 啟動測試：確保柵極電壓在-10V~+20V范圍內可正常啟動。

• 溫漂測試：高溫（+70℃）與低溫（-40℃）下電流變化<±0.1%。

• 負載調整率測試：負載電阻變化10倍時電流波動<±1%。

核心原則：“以應用場景倒推器件選型，以極限測試驗證設計魯棒性”，避免因參數模糊或測試缺失導致批量失效。