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四款經(jīng)典的恒流源電路分析

multisim ? 來源:multisim ? 作者:multisim ? 2020-09-05 11:16 ? 次閱讀

基本的恒流源電路主要是由輸入級和輸出級構(gòu)成,輸入級提供參考電流,輸出級輸出需要的恒定電流。恒流源電路就是要能夠提供一個穩(wěn)定的電流以保證其它電路穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。即要求恒流源電路輸出恒定電流,因此作為輸出級的器件應(yīng)該是具有飽和輸出電流的伏安特性。

這可以采用工作于輸出電流飽和狀態(tài)的雙極結(jié)型晶體管或者金氧半場效晶體管來實現(xiàn)。為了保證輸出晶體管的電流穩(wěn)定,就必須要滿足兩個條件:

其輸入電壓要穩(wěn)定——輸入級需要是恒壓源;

輸出晶體管的輸出電阻盡量大——輸出級需要是恒流源。

四種恒流源電路分析

在改進(jìn)型差動放大器中,用恒流源取代射極電阻 RE,既為差動放大電路設(shè)置了合適的靜態(tài)工作電流,又大大增強(qiáng)了共模負(fù)反饋作用,使電路具有了更強(qiáng)的抑制共模信號的能力,且不需要很高的電源電壓,所以,恒流源和差動放大電路簡直是一對絕配!

恒流源既可以為放大電路提供合適的靜態(tài)電流,也可以作為有源負(fù)載取代高阻值的電阻,從而增大放大電路的電壓放大倍數(shù)。這種用法在集成運(yùn)放電路中有非常廣泛的應(yīng)用。本節(jié)將介紹常見的恒流源電路以及作為有源負(fù)載的應(yīng)用。

1、鏡像恒流源電路

如圖 1 所示為鏡像恒流源電路,它由兩只特性完全相同的管子 VT0 和 VT1 構(gòu)成,由于 VT0 管的 c、b 極連接,因此 UCE0=UBE0,即 VT0 處于放大狀態(tài),集電極電流 IC0=β0*IB0。另外,管子 VT0 和 VT1 的 b-e 分別連接,所以它們的基極電流 IB0=IB1=IB。設(shè)電流放大系數(shù)β0=β1=β,則兩管集電極電流 IC0=IC1=IC=β*IB。可見,由于電路的這種特殊接法,使兩管集電極 IC1 和 IC0 呈鏡像關(guān)系,故稱此電路為鏡像恒流源(IR 為基準(zhǔn)電流,IC1 為輸出電流)。

鏡像恒流源電路簡單,應(yīng)用廣泛。但是在電源電壓一定時,若要求 IC1 較大,則 IR 勢必增大,電阻 R 的功耗就增大,這是集成電路中應(yīng)當(dāng)避免的;若要求 IC1 較小,則 IR 勢必也小,電阻 R 的數(shù)值就很大,這在集成電路中很難做到,為此,人們就想到用其他方法解決,這樣就衍生出其他電流源電路

2、比例恒流源電路

如圖 2 所示為比例恒流源電路,它由兩只特性完全相同的管子 VT0 和 VT1 構(gòu)成,兩管的發(fā)射極分別串入電阻 Re0 和 Re1。比例恒流電路源改變了 IC1≈IR 的關(guān)系,使 IC1 與 IR 呈比例關(guān)系,從而克服了鏡像恒流源電路的缺點。與典型的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路一樣,Re0 和 Re1 是電流負(fù)反饋電阻,因此與鏡像恒流源電路相比,比例恒流源的輸出電流 IC1 具有更高的穩(wěn)定性。

3、微變恒流源電路

若 Re0 很小甚至于為零,則 Re1 只采用較小的電阻就能獲得較小的輸出電流,這種電路稱為微變恒流源,如圖 3 所示。集成運(yùn)放輸入級靜態(tài)電流很小,往往只有幾十微安,甚至更小,因此微變電流源主要應(yīng)用于集成運(yùn)放輸入級的有源負(fù)載。

4、多路恒流源電路

集成運(yùn)放是一個多級放大電路,因而需要多路恒流源電路分別給各級提供合適的靜態(tài)電流。可以利用一個基準(zhǔn)電流去獲得多個不同的輸出電流,以適應(yīng)各級的需要。圖 4 所示電路是在比例恒流源基礎(chǔ)上得到的多路恒流源電路,IR 為基準(zhǔn)電流,IC1、IC2 和 IC3 為三路輸出電流。由于各管的 b-e 間電壓 UBE 數(shù)值大致相等,因此可得近似關(guān)系:

IE0Re0≈IE1Re1≈IE2Re2≈IE3Re3

當(dāng) IE0 確定后,各級只要選擇合適的電阻,就可以得到所需的電流。

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原文標(biāo)題:四種恒流源電路分析方式

文章出處:【微信號:A1411464185,微信公眾號:multisim】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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