4種常見(jiàn)恒流源電路分析及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2020-08-27 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】基本的恒流源電路主要是由輸入級(jí)和輸出級(jí)構(gòu)成,輸入級(jí)提供參考電流,輸出級(jí)輸出需要的恒定電流。恒流源電路就是要能夠提供一個(gè)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(jí)的器件應(yīng)該是具有飽和輸出電流的伏安特性。
基本的恒流源電路主要是由輸入級(jí)和輸出級(jí)構(gòu)成,輸入級(jí)提供參考電流,輸出級(jí)輸出需要的恒定電流。恒流源電路就是要能夠提供一個(gè)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(jí)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(chǎng)效晶體管來(lái)實(shí)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(gè)條件:
●其輸入電壓要穩(wěn)定——輸入級(jí)需要是恒壓源;
●輸出晶體管的輸出電阻盡量大——輸出級(jí)需要是恒流源。
四種恒流源電路分析:
在改進(jìn)型差動(dòng)放大器中,用恒流源取代射極電阻RE,既為差動(dòng)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?zhàn)饔?,使電路具有了更?qiáng)的抑制共模信號(hào)的能力,且不需要很高的電源電壓,所以,恒流源和差動(dòng)放大電路簡(jiǎn)直是一對(duì)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(jiàn)的恒流源電路以及作為有源負(fù)載的應(yīng)用。
01. 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(jiàn),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(chēng)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(jiǎn)單,應(yīng)用廣泛。但是在電源電壓一定時(shí),若要求IC1較大,則IR勢(shì)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(shì)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。
02. 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(diǎn)。與典型的靜態(tài)工作點(diǎn)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。
03. 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(chēng)為微變恒流源,如圖3所示。集成運(yùn)放輸入級(jí)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(jí)的有源負(fù)載。
04. 多路恒流源電路
集成運(yùn)放是一個(gè)多級(jí)放大電路,因而需要多路恒流源電路分別給各級(jí)提供合適的靜態(tài)電流??梢岳靡粋€(gè)基準(zhǔn)電流去獲得多個(gè)不同的輸出電流,以適應(yīng)各級(jí)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(jí)只要選擇合適的電阻,就可以得到所需的電流。
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