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4種常見恒流源電路分析及應用

發(fā)布時間:2020-08-27 責任編輯:lina

【導讀】基本的恒流源電路主要是由輸入級和輸出級構成,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。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和輸出級構成,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。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)的雙極結型晶體管或者金氧半場效晶體管來實現。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置了合適的靜態(tài)工作電流,又大大增強了共模負反饋作用,使電路具有了更強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,也可以作為有源負載取代高阻值的電阻,從而增大放大電路的電壓放大倍數。這種用法在集成運放電路中有非常廣泛的應用。本節(jié)將介紹常見的恒流源電路以及作為有源負載的應用。
 
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。設電流放大系數β0=β1=β,則兩管集電極電流IC0=IC1=IC=β*IB??梢?,由于電路的這種特殊接法,使兩管集電極IC1和IC0呈鏡像關系,故稱此電路為鏡像恒流源(IR為基準電流,IC1為輸出電流)。
 
4種常見恒流源電路分析及應用
 
鏡像恒流源電路簡單,應用廣泛。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,這是集成電路中應當避免的;若要求IC1較小,則IR勢必也小,電阻R的數值就很大,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的關系,使IC1與IR呈比例關系,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。
 
4種常見恒流源電路分析及應用
 
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,這種電路稱為微變恒流源,如圖3所示。集成運放輸入級靜態(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用于集成運放輸入級的有源負載。
        
4種常見恒流源電路分析及應用
 
04. 多路恒流源電路
 
集成運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??梢岳靡粋€基準電流去獲得多個不同的輸出電流,以適應各級的需要。圖4所示電路是在比例恒流源基礎上得到的多路恒流源電路,IR為基準電流,IC1、IC2和IC3為三路輸出電流。由于各管的b-e間電壓UBE數值大致相等,因此可得近似關系:
 
IE0Re0≈IE1Re1≈IE2Re2≈IE3Re3
 
當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。
 
4種常見恒流源電路分析及應用
 
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