核心結論

恒流二極管（CRD）即使具備雙向導通能力，在電路中仍不能直接短路，原因如下：

1. 恒流特性限制：雙向導通僅意味著電流可雙向流動，但輸出電流仍受器件恒流值限制（如5mA或10mA），短路會導致電流超過器件額定值，引發損壞。

2. 熱失控風險：短路時功率耗散（P=I2×RDS(ON)）遠超器件散熱能力，導致過熱燒毀。

3. 破壞恒流機制：短路會強制器件偏離恒流工作區，可能觸發不可逆的電學或熱損傷。

關鍵分析

1. 恒流二極管的基本特性

• 恒流機制：
  恒流二極管通過內部負反饋機制（如JFET的夾斷效應或雙極晶體管的基區寬度調制）維持輸出電流恒定，與輸入電壓或負載電阻無關（在器件工作范圍內）。

• 雙向導通能力：
  部分恒流二極管（如雙向恒流二極管）通過內部對稱結構（如背靠背JFET）實現電流雙向流動，但恒流值仍保持不變（如±5mA）。

2. 短路時的物理行為

• 電流失控：
  短路時，外部電路電阻趨近于零，但恒流二極管仍試圖維持恒定電流（如5mA）。若外部電源電壓足夠高（如5V），器件內部將承受高電壓（V=I×Rinternal），導致功耗激增（P=V×I）。

• 熱損傷：
  恒流二極管的導通電阻（RDS(ON)）通常為幾十歐姆至幾百歐姆，短路時功耗可能達數百毫瓦（如5V×5mA=25mW，但若電源電壓更高或電流失控，功耗會指數級上升），遠超器件散熱能力，導致熱失效。

• 電學失效：
  短路可能導致器件內部PN結擊穿或金屬化層熔斷，永久損壞。

2. 雙向導通≠無限制電流

• 雙向導通的本質：
  雙向恒流二極管允許電流在兩個方向流動，但每個方向的電流仍受恒流值限制（如±5mA）。

• 與普通二極管的區別：
  普通二極管反向截止時電流幾乎為零，而雙向恒流二極管反向時仍輸出恒定電流（如-5mA）。

• 短路后果：
  無論正向還是反向，短路均會導致電流超過恒流值，觸發器件保護機制（如熱關斷）或直接損壞。

3. 實際案例分析

• 案例1：5V電源與雙向恒流二極管（±5mA）

• 正常工作：二極管兩端電壓為恒流值對應的壓降（如10V時壓降約5V）。

• 短路時：若電源內阻極低，電流可能瞬間超過5mA，導致器件過熱損壞。

• 案例2：電池供電的雙向恒流電路

• 正常工作：恒流二極管限制電流為額定值（如±5mA），保護負載。

• 短路時：電流仍被限制在5mA，但若電源內阻過低，可能因電壓過高導致器件擊穿。

關鍵原因總結

1. 恒流值限制：
   雙向導通僅改變電流方向，不改變恒流值。短路時，若外部條件（如電源電壓）使電流超過恒流值，器件將無法正常工作。

2. 功率耗散限制：
   恒流二極管設計用于低功耗場景（如毫瓦級），短路時可能因功率耗散過大（如瓦級）而損壞。

3. 器件保護機制：
   恒流二極管內部無主動短路保護功能，需外部電路（如限流電阻、熔斷器）配合使用。

如何避免短路風險？

1. 串聯限流電阻：

• 在恒流二極管電路中串聯電阻（如100Ω），限制短路電流至安全范圍（如5mA），防止器件過載。

2. 使用保險絲或PTC：

• 在電路中加入保險絲或PTC（正溫度系數熱敏電阻），短路時切斷電流或限制電流至安全值。

3. 設計恒流源電路：

• 通過運放或專用芯片構建恒流源，替代直接使用恒流二極管，增強電路穩定性。

總結與推薦

1. 恒流二極管的核心作用：

• 提供恒定電流，而非限制電流。短路時，電流仍受器件恒流值約束，但可能因功耗過大導致熱損壞。

2. 不能短路的原因：

• 熱失控：短路時功耗激增（P=I2R），超出器件散熱能力。

• 器件損壞：恒流二極管非為短路設計，過流可能導致內部結構熱擊穿或金屬化層熔斷。

3. 防護措施：

• 限流：串聯電阻限制電流至額定值。

• 恒流源替代：用運放或專用芯片構建恒流電路，規避器件過載風險。

• 保險裝置：加入保險絲或PTC，切斷過流路徑。

最終答案

恒流二極管雖雙向導通，但不能短路，因其恒流特性會限制電流，而短路會導致熱失控或器件損壞。需通過限流電阻、保險裝置或恒流源設計保障安全。