模擬電路之精確鏡像電流源的設計

2021-01-05 電子發燒友
打開APP
模擬電路之精確鏡像電流源的設計

電源網 發表於 2019-12-26 15:15:04

（文章來源：電源網）

由基本鏡像電流源可知，三極體的直流增益βF對鏡像電流源的輸出誤差會產生影響，為了減少這一誤差，可以藉助β增強電路對基本鏡像電流源電路進行優化。增加了額外的Q3，目的是增加三極體的等效直流增益，從而減少輸出電流與輸入電流之間的誤差。

這裡假設Q1與Q2是完全對稱的，具有相同的Vbe，從而他們具有相同的集電極電流Iout。Q3為Q1與Q2提供基極驅動電流，因此Q3的發射極電流為2Iout／βF。另外再通過發射極與集電極電流之間的關係，從而推導出輸出與輸入電流之間的關係式。

從中我們可以看出，誤差反比於直流增益βF的平方，相比於基本鏡像電流源電路（誤差反比於直流增益βF），誤差被大大減少了。Wilson鏡像電流源減少誤差的基本思想是通過負反饋實現的。

假設Wilson鏡像電流源中IB3增加，會導致Q3的集電極電流隨之增加，從而流過Q2的集電極電流增加，進一步導致Q2和Q1的基極電流增加，最後IC1的電流也增加了。IC1電流的增加會導致流過Q3的基極電流IB3減少，從而形成負反饋機制。

進一步推導，我們可以得出輸出與輸入電流之間的關係，從中我們可以看出，Wilson鏡像電流源電路的誤差也是反比於直流增益βF的平方，誤差被大大減少。Widlar鏡像電流源電路被廣泛應用於低電流輸出的場合。由Widlar鏡像電流源電路可知，Q2的基極驅動電壓是由Q1的基極驅動電壓減去電阻RE上的壓降得到的，從而Q2的集電極電流要比Q1小，但是Q1仍可以維持在比較好的控制區域。

還有很多其它的增強版鏡像電流源電路，比如Cascode鏡像電流源電路，它的目的是加大等效輸出阻抗。
        （責任編輯：fqj）

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 【FAE分享】電流源電路之幾種電流源參考設計
    TI的產品線應用工程師，也設計出幾款經典的電流源電路，最小是5uA，最大2A。每一個方案都給出了完整的原理圖，仿真文件，PCB layout以及測試結果。 接下來對這幾個方案一一做一下簡單介紹，並給出網絡連結地址，方便大家查詢和參考使用。1.
  • 鏡像恆流源的基本電路圖文詳解
    打開APP 鏡像恆流源的基本電路圖文詳解 發表於 2018-02-05 15:07:03 鏡像恆流源電路簡單，應用廣泛。
  • TI Design 幾種電流源參考設計
    TI的產品線應用工程師，設計出幾款經典的電流源電路，最小是5uA，最大2A。每一個方案都給出了完整的原理圖，仿真文件，PCB layout以及測試結果。 接下來對這幾個方案一一做一下簡單介紹，並給出網絡連結地址，方便大家查詢和參考使用。1.       0-5V輸入，0-5uA輸出的電流源。
  • 4種鏡像恆流源電路分析
    恆流源既可以為放大電路提供合適的靜態電流，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。本節將介紹常見的恆流源電路以及作為有源負載的應用，為後續內容的學習進行知識儲備。
  • 四種恆流源電路分析
    恆流源電路就是要能夠提供一個穩定的電流以保證其它電路穩定工作的基礎。即要求恆流源電路輸出恆定電流，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。 這可以採用工作於輸出電流飽和狀態的雙極結型電晶體或者金氧半場效電晶體來實現。
  • 淺析伺服驅動器中的常規電流採樣電路設計
    在伺服驅動控制系統中，為實現磁場定向控制，需要至少對兩相電機繞組的電流進行採樣，這兩路電流採樣將作為電流反饋信號使伺服驅動實現電流閉環，可以這樣說，電流信號採樣是伺服控制系統硬體的一個重要模塊，也是一大難點。 常規電流採樣電路設計 如今，大多數伺服驅動使用採樣電阻和線性光耦搭建的一路電流採樣電路，如圖1所示。
  • 模擬基準電壓源電路的仿真與分析
    打開APP 模擬基準電壓源電路的仿真與分析 工程師黃明星 發表於 2018-07-04 04:58:00 引言 模擬電路廣泛地包含基準源
  • 一種高精度帶隙基準電壓源電路設計
    摘要：針對傳統CMOS帶隙電壓基準源電路電源電壓較高，基準電壓輸出範圍有限等問題，通過增加啟動電路，並採用共源共柵結構的PTAT電流產生電路，設計了一種高精度、低溫漂、與電源無關的具有穩定電壓輸出特性的帶隙電壓源。
  • 電流源設計小Tips(二):如何解決運放振蕩問題
    對於工程師來說，電流源是個不可或缺的儀器，也有很多人想做一個合用的電流源，而應用開源套件，就只是用一整套的PCB，元件，程序等成套產品，參與者只需要將套件的東西焊接好，調試一下就可以了，這裡面的技術含量能有多高，而我們能從中學到的技術又能有多少呢？本文只是從講述原理出發，指導大家做個人人能掌控的電流源。本文主要就是設計到模擬部分的內容，而基本不涉及單片機，希望朋友能夠從中學到點知識。
  • 恆流源電路的工作原理和應用詳解
    打開APP 恆流源電路的工作原理和應用詳解 發表於 2017-06-01 09:15:34 　   恆流源電路的工作原理
  • 模擬工程—電路設計指導手冊:運算放大器②
    微分器電路⑤電流感應跨阻放大器電路輸出擺幅可至 GND 電路的單電源低側單向電流檢測解決方案單電源、低側、單向電流檢測電路低側雙向電流檢測電路具有瞬態保護功能的高側、雙向電流檢測電路高側電流檢測電路設計
  • 模擬電路和數字電路在PCB設計中的區別詳解
    儘管對數字設計的重視帶來了電子產品的重大發展，但仍然存在，而且還會一直存在一部分與模擬或現實環境接口的電路設計。模擬和數字領域的布線策略有一些類似之處，但要獲得更好的結果時，由於其布線策略不同，簡單電路布線設計就不再是最優方案了。 本文就旁路電容、電源、地線設計、電壓誤差和由PCB布線引起的電磁幹擾（EMI）等幾個方面，討論模擬和數字布線的基本相似之處及差別。
  • 模擬電路設計經驗總結
    模擬電路的設計是工程師們最頭疼、但也是最致命的設計部分，儘管目前數字電路、大規模集 成電路的發展非常迅猛，但是模擬電路的設計仍是不可避免的，有時也是數字電路無法取代的
  • Protel99SE仿真在模擬電路中的應用
    其特點有：(1)無需手工編寫電路網絡表文件;(2)通過對話框完成電路分析和參數設置;(3)方便直觀地觀察波形信號。1.3 信號源的種類豐富信號源在電路仿真中是必不可少的。仿真之前，用戶要為設計電路加入激勵源，才能使電路工作，進行相關的性能仿真。因此，為了得到準確的分析結果，需選用精確的信號源模型來激勵電路。
  • 基於串級PID控制算法的壓控大功率電流源
    摘要：提出了一種基於串級PID控制算法的壓控大功率電流源設計方案。該電流源在內環電路採用PID控制電路，提高電流響應速度;外環電路採用數字PID控制算法，精確控制電流輸出的串級PID控制模式。
  • 電流源設計小Tips(一):如何選擇合適的運放
    對於工程師來說，電流源是個不可或缺的儀器，也有很多人想做一個合用的電流源，而應用開源套件，就只是用一整套的PCB，元件，程序等成套產品，參與者只需要將套件的東西焊接好，調試一下就可以了，這裡面的技術含量能有多高，而我們能從中學到的技術又能有多少呢？本文只是從講述原理出發，指導大家做個人人能掌控的電流源。
  • 模擬工程師電路設計指導手冊:運算放大器①
    >具有瞬態保護功能的高側、雙向電流檢測電路高側電流檢測電路設計三十倍頻負載電流感應電路採用電流輸出電流檢測放大器的高電壓、高側浮動電流檢測電路具有集成精密增益電阻器的低漂移低側雙向電流檢測電路過流事件檢測電路信號源PWM 發生器電路可調節基準電壓電路
  • 大直流電流精確測量的實現
    雖然有許多儀器可以精確地測量小的直流電流(最大3A)，但很少有儀器可以精確地(好於1%)測量50A以上的直流電流。這麼大的電流範圍是電動汽車(EV)、電網能量存儲和光伏(光電)可再生能源裝置等的負載典型值。另外，這些系統需要精確地預測相關能量存儲電池的電荷狀態(SOC)。對電荷狀態的估計可以根據電流和電荷(庫倫計數)測量實現，而精確的測量數據對於精確的電荷狀態估計來說是必要條件。
  • 模擬電路設計的一些經驗分享
    模擬電路的設計是工程師們最頭疼，但也是最致命的設計部分。
  • 模擬電路設計經驗12條