四種恆流源電路分析

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四種恆流源電路分析

綠色比心情 發表於 2020-11-21 11:48:59

基本的恆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，輸出級輸出需要的恆定電流。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。為了保證輸出電晶體的電流穩定，就必須要滿足兩個條件：

其輸入電壓要穩定——輸入級需要是恆壓源；

輸出電晶體的輸出電阻儘量大——輸出級需要是恆流源。

四種恆流源電路分析：

在改進型差動放大器中，用恆流源取代射極電阻 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，恆流源和差動放大電路簡直是一對絕配！

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。

鏡像恆流源電路

如圖 1 所示為鏡像恆流源電路，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，故稱此電路為鏡像恆流源（IR 為基準電流，IC1 為輸出電流）。

鏡像恆流源電路簡單，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。

比例恆流源電路

如圖 2 所示為比例恆流源電路，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。比例恆流電路源改變了 IC1≈IR 的關係，使 IC1 與 IR 呈比例關係，從而克服了鏡像恆流源電路的缺點。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，因此與鏡像恆流源電路相比，比例恆流源的輸出電流 IC1 具有更高的穩定性。

微變恆流源電路

若 Re0 很小甚至於為零，則 Re1 只採用較小的電阻就能獲得較小的輸出電流，這種電路稱為微變恆流源，如圖 3 所示。集成運放輸入級靜態電流很小，往往只有幾十微安，甚至更小，因此微變電流源主要應用於集成運放輸入級的有源負載。

多路恆流源電路

集成運放是一個多級放大電路，因而需要多路恆流源電路分別給各級提供合適的靜態電流。可以利用一個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 所示電路是在比例恆流源基礎上得到的多路恆流源電路，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

當 IE0 確定後，各級只要選擇合適的電阻，就可以得到所需的電流。
責任編輯人：CC

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