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专业知识

四种恒流源电路(lù)分析

基本的恒(héng)流源电路主要是由输(shū)入级和(hé)输出级构成,输入级提供参考电流,输出级输出需要的恒定电流(liú)。恒流(liú)源电路就是要能够提供一个稳(wěn)定的电流以(yǐ)保证其它电(diàn)路(lù)稳(wěn)定工作的基础。即要求(qiú)恒流源电路(lù)输(shū)出恒定(dìng)电流,因此作为输出级的(de)器件应该是具(jù)有饱和输出电流的伏安特性。

这可以采用工(gōng)作于输出电流(liú)饱和状态(tài)的双极结型晶(jīng)体管或者金氧半场效晶体管来实现。为了保证输出晶体(tǐ)管的电(diàn)流(liú)稳(wěn)定,就必须(xū)要满足(zú)两个条件:

其输入电压要稳(wěn)定——输入级需要是恒压(yā)源(yuán)。

输出晶体(tǐ)管(guǎn)的输(shū)出电阻尽量(liàng)大(dà)——输出级需要是恒流源。

四种恒流源电路(lù)分析:

在(zài)改进型(xíng)差动放大器中(zhōng),用恒流源(yuán)取代(dài)射极电阻RE,既为差动(dòng)放(fàng)大电路设置了合适(shì)的静态(tài)工作(zuò)电流,又大大增强(qiáng)了共模负反馈作(zuò)用(yòng),使电路(lù)具有了更强的抑制共模信号的能力,且不需要很高的(de)电(diàn)源(yuán)电压,所以(yǐ),恒流源和差动放(fàng)大(dà)电路简直(zhí)是一对绝配!

恒(héng)流(liú)源既可以为(wéi)放(fàng)大(dà)电路提供合适的(de)静(jìng)态电流,也可以作为有源负载取代高阻(zǔ)值的电阻,从而增(zēng)大放大电路的电压放大(dà)倍数。这种用法在(zài)集(jí)成运放电路中有非常广泛(fàn)的应用。本节(jiē)将介绍常(cháng)见的恒流源电路以及作为有源(yuán)负载的(de)应用。

镜像恒(héng)流源电(diàn)路

如下图(tú)所(suǒ)示为镜像恒(héng)流源(yuán)电路,它由两只特性(xìng)完全(quán)相(xiàng)同的管子VT0和VT1构成,由于VT0管(guǎn)的c、b极(jí)连接(jiē),因此UCE0=UBE0,即VT0处于放大状态(tài),集(jí)电极电(diàn)流IC0=β0*IB0。另外,管(guǎn)子(zǐ)VT0和VT1的(de)b-e分别连接(jiē),所以它们的基(jī)极电流IB0=IB1=IB。设电流放大系数β0=β1=β,则两管集电(diàn)极(jí)电流IC0=IC1=IC=β*IB。可(kě)见,由于电路的这种特殊接法,使两管集电极(jí)IC1和IC0呈(chéng)镜像(xiàng)关(guān)系,故称此电路为镜(jìng)像恒(héng)流源(IR为基准电流,IC1为(wéi)输出电流)。

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镜像(xiàng)恒流源电路简单,应用广泛。但是(shì)在(zài)电源电压一定时,若要(yào)求IC1较大,则IR势必增大,电阻R的功耗就增大,这是集(jí)成电(diàn)路中应当避免的;若要求IC1较小,则IR势(shì)必也(yě)小(xiǎo),电阻R的数值就很(hěn)大,这在(zài)集(jí)成电路中很难做到,为此,人们就想到(dào)用(yòng)其(qí)他(tā)方法解决(jué),这样就衍生出其他电流源电路。

比例恒(héng)流(liú)源电(diàn)路

如下图所示(shì)为比例(lì)恒流源电路,它由两只特性(xìng)完全相同的管子(zǐ)VT0和VT1构成,两管的发射(shè)极分别串入电阻Re0和Re1。比(bǐ)例恒流电路源(yuán)改(gǎi)变(biàn)了IC1≈IR的关系,使(shǐ)IC1与IR呈比例关(guān)系,从而克(kè)服了镜像恒流源电路的(de)缺点。与(yǔ)典型的静态工(gōng)作点稳定电路一样,Re0和Re1是(shì)电流负反馈电阻,因此与镜像(xiàng)恒流源电路相比,比例恒流源的输出(chū)电流IC1具有更高的稳定(dìng)性。

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微变(biàn)恒流源(yuán)电路

若Re0很小甚(shèn)至于为零,则(zé)Re1只采用较小的(de)电阻就能获得较小的输出电流,这种电路称为微变恒(héng)流源,如下图所(suǒ)示。集成运(yùn)放输入级静态电流(liú)很小,往往只有几十微安(ān),甚至更小,因此(cǐ)微变电(diàn)流源主要应用于集成运(yùn)放输入级的有源负载。

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多路恒流源电路

集成运(yùn)放是一个(gè)多级放大电(diàn)路(lù),因(yīn)而需要多路恒流源电路分别给各级提供合适的静(jìng)态电流。可(kě)以(yǐ)利用一个基准电(diàn)流去获得多个不同(tóng)的输出电流,以适应各级的需(xū)要。下图所示电路是在比(bǐ)例恒流源基(jī)础(chǔ)上得到的多(duō)路恒流(liú)源电(diàn)路(lù),IR为基准电(diàn)流,IC1、IC2和IC3为(wéi)三路输(shū)出电流。由(yóu)于各管的b-e间电压UBE数值大致相等,因此可得(dé)近(jìn)似关系:

IE0Re0≈IE1Re1≈IE2Re2≈IE3Re3

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当IE0确定后,各级只要选(xuǎn)择合适的(de)电阻,就可以得到所需的电流。

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