4種常鏡像恒流源電路分析
發布時間:2019-11-13 責任編輯:xueqi
【導讀】恒(heng)流(liu)源(yuan)既(ji)可(ke)以(yi)為(wei)放(fang)大(da)電(dian)路(lu)提(ti)供(gong)合(he)適(shi)的(de)靜(jing)態(tai)電(dian)流(liu),也(ye)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)有(you)源(yuan)負(fu)載(zai)取(qu)代(dai)高(gao)阻(zu)值(zhi)的(de)電(dian)阻(zu),從(cong)而(er)增(zeng)大(da)放(fang)大(da)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)壓(ya)放(fang)大(da)倍(bei)數(shu)。這(zhe)種(zhong)用(yong)法(fa)在(zai)集(ji)成(cheng)運(yun)放(fang)電(dian)路(lu)中(zhong)有(you)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。本(ben)節(jie)將(jiang)介(jie)紹(shao)常(chang)見(jian)的(de)恒(heng)流(liu)源(yuan)電(dian)路(lu)以(yi)及(ji)作(zuo)為(wei)有(you)源(yuan)負(fu)載(zai)的(de)應(ying)用(yong),為(wei)後(hou)續(xu)內(nei)容(rong)的(de)學(xue)習(xi)進(jin)行(xing)知(zhi)識(shi)儲(chu)備(bei)。
在改進型差動放大器中,用恒流源取代射極電阻RE,既ji為wei差cha動dong放fang大da電dian路lu設she置zhi了le合he適shi的de靜jing態tai工gong作zuo電dian流liu,又you大da大da增zeng強qiang了le共gong模mo負fu反fan饋kui作zuo用yong,使shi電dian路lu具ju有you了le更geng強qiang的de抑yi製zhi共gong模mo信xin號hao的de能neng力li,且qie不bu需xu要yao很hen高gao的de電dian源yuan電dian壓ya,所suo以yi,恒heng流liu源yuan和he差cha動dong放fang大da電dian路lu簡jian直zhi是shi一yi對dui絕jue配pei!
鏡像恒流源電路
如圖1所示為鏡像恒流源電路,它由兩隻特性完全相同的管子VT0和VT1構成,由於VT0管的c、b極連接,因此UCE0=UBE0,即VT0處於放大狀態,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。設電流放大係數β0=β1=β,則兩管集電極電流IC0=IC1=IC=β*IB。可見,由於電路的這種特殊接法,使兩管集電極IC1和IC0呈鏡像關係,故稱此電路為鏡像恒流源(IR為基準電流,IC1為輸出電流)。

圖1:鏡像恒流源電路
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。
比例恒流源電路
如圖2所示為比例恒流源電路,它由兩隻特性完全相同的管子VT0和VT1構成,兩管的發射極分別串入電阻Re0和Re1。比例恒流電路源改變了IC1≈IR的關係,使IC1與IR呈比例關係,從而克服了鏡像恒流源電路的缺點。
與典型的靜態工作點穩定電路一樣,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具有更高的穩定性。
當Re0=Re1時,IC1仍然等於IR,但此電路的IR由式(2-4)約定,比式(2-2)的IR小,一般用於前置放大器的輸入級。

圖2:比例恒流源電路
微變恒流源電路
由式(2-3)可知,若Re0很小甚至於為零,則Re1隻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電流很小,往往隻有幾十微安,甚至更小,因此微變電流源主要應用於集成運放輸入級的有源負載。

圖3:微變恒流源電路
多路恒流源電路
集(ji)成(cheng)運(yun)放(fang)是(shi)一(yi)個(ge)多(duo)級(ji)放(fang)大(da)電(dian)路(lu),因(yin)而(er)需(xu)要(yao)多(duo)路(lu)恒(heng)流(liu)源(yuan)電(dian)路(lu)分(fen)別(bie)給(gei)各(ge)級(ji)提(ti)供(gong)合(he)適(shi)的(de)靜(jing)態(tai)電(dian)流(liu)。可(ke)以(yi)利(li)用(yong)一(yi)個(ge)基(ji)準(zhun)電(dian)流(liu)去(qu)獲(huo)得(de)多(duo)個(ge)不(bu)同(tong)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu),以(yi)適(shi)應(ying)各(ge)級(ji)的(de)需(xu)要(yao)。
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。由於各管的b-e間電壓UBE數值大致相等,因此可得近似關係
IE0Re0≈IE1Re1≈IE2Re2≈IE3Re3(2-6)
當IE0確定後,各級隻要選擇合適的電阻,就可以得到所需的電流。

圖4:多路恒流源電路
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