TL431 была создана в конце 70-х и по настоящее время широко используется в промышленности и в радиолюбительской деятельности.

Рис. 1 TL431.

Для начала давайте посмотрим, что у неё внутри и обратимся к документации на микросхему ("даташит").
Внутри у неё с десяток транзисторов и всего три вывода.

Рис. 2 Устройство TL431.

Внутри находится обычный компаратор. Здесь он играет немного другую роль, а именно - роль стабилитрона. Ещё его называют "Управляемый стабилитрон".
Смотрим блок-схему TL431 на рисунке 2. Из схемы видно, компаратор имеет (очень стабильный) встроенный источник опорного напряжения 2,5 вольт (маленький квадратик) подключенный к инверсному входу, один прямой вход (R), транзистор на выходе компаратора, коллектор(К) и эмиттер(А) которого объединены с выводами питания компаратора и защитный диод от переполюсовки. Максимальный ток нагрузки этого транзистора до 100 мА, максимальное напряжение до 36 вольт.

Рис. 3 Цоколёвка TL431.

На примере простой схемы, изображенной на рисунке 4, разберём, как это всё работает.
Мы уже знаем, что внутри микросхемы (компаратора) имеется встроенный источник опорного напряжения 2,5 вольт. У первых выпусков микросхем, которые назывались TL430 - напряжение встроенного источника было 3 вольта, у более поздних выпусков, доходит до 1,5 вольта.
Значит, чтобы сработал компаратор (открылся выходной транзистор), необходимо на его вход (R) подать напряжение чуть превышающее опорное.

Рис. 4 Схема на TL431.

На вход R микросхемы TL431, включен делитель напряжения из резисторов R2 и R3, резистор R1 ограничивает ток светодиода. Так как резисторы делителя одинаковые, то компаратор сработает при напряжении, чуть превышающем 5 вольт. Это 2,5 вольта - встроенный источник, и 2,5 вольта - напряжение, снимаемое с делителя R2,R3 при напряжении питания 5 вольт. То есть светодиод у нас загорится (откроется выходной транзистор) при напряжении питания - чуть превышающем 5 вольт. Если увеличить сопротивление резистора R3, то необходимо будет увеличить напряжение источника питания больше 5 вольт, что бы напряжение на входе R микросхемы достигло 2,5 вольт.
А как же ток питания компаратора? Почему светодиод не горит, когда закрыт транзистор?
Всё очень просто, ток потребления встроенного компаратора - единицы микроампер, его не хватает, чтобы открыть исполнительное устройство и им можно пренебречь.
Получается, что если микросхему использовать как стабилитрон (основное её назначение), то мы можем с помощью подбора сопротивлений делителя сделать стабилитрон с любым напряжением стабилизации в пределах 2,5 - 36 вольт (максимальное ограничение по даташиту).

Можно использовать TL431, как обычный компаратор и собрать на ней, терморегулятор.

Рис. 5 Терморегулятор на TL431.

Здесь терморезистор (термистор) является датчиком температуры, и он уменьшает своё сопротивление при повышении температуры, т.е. имеет отрицательный ТКС (Температурный Коэффициент Сопротивления). Терморезисторы с положительным ТКС, т.е. сопротивление которых при увеличении температуры увеличивается - называются позисторы.
В этом терморегуляторе при превышении температуры выше установленного уровня переменным резистором, сработает реле (или какое либо исполнительное устройство) и контактами отключит нагрузку (тэн), или например включит вентиляторы в зависимости от поставленной задачи.
Эта схема обладает малым гистерезисом, и для его увеличения, необходимо вводить ПОС между выводами 1-3, например переменный резистор 1,0 - 0,5 мОм и величину его подобрать экспериментальным путём в зависимости от необходимого гистерезиса.
Если необходимо, чтобы исполнительное устройство срабатывало при понижении температуры, то датчик и регуляторы нужно поменять местами, то есть термистор включить в верхнее плечо, а переменное сопротивление с резистором - в нижнее.

Микросхема в схеме мощного блока питания, для питания трансиверов, которая приведена на рисунке 6.

Рис. 6 БП на 13 вольт, 22 ампера.