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如何分析集成运算放大电路中的恒流源电路
如何分析集成运算放大电路中的恒流源电路
作者:佚名??来源:不详??发布时间:2010-4-13 11:31:43??[收 藏] [评 论]
如何分析集成运算放大电路中的恒流源电路
普通镜像恒流源、多集电极恒流源、高精度镜像恒流源、高内阻恒流源和镜像微恒流源电路,以及恒流源电路输出电阻的计算等。
分析恒流源电路的方法是:
????????(1)确定恒流源电路中的基准晶体管或场效应管;
????????(2) 计算或确定基准电流;
????????(3)根据半导体器件之间的一致性,计算输出恒流值;
????????(4)绘制恒流部分的交流通路,确定恒流源的内阻。
????????由于恒流源的内阻较大,计算恒流源内阻时不能忽略三极管集电极与发射极之间,或场效应管漏极与源极之间的动态电阻。
1、基本镜像恒流源分析
????????已知基本镜像恒流源电路如图1所示,试计算输出电流的大小和恒流源内阻。
图1
????????晶体管是基准管,且,工作在放大状态。
????????当与特性参数完全一致时,由可推得
????????由基准输入回路得,
????????
????????所以,
????????当时,。
????????恒流输出管的交流通路如图1(b)所示,将晶体管用微变等效模型替代后的电路模型如图1(c),显然,恒流源的内阻。
????????必须注意,应用管的恒流特性时,必须满足,保证始终工作在放大状态。
????????基本镜像恒流源电路的扩展电路有两种,如图2所示。
图2
????????图2(b)的管采用多集电极晶体管(图2(a)已将其分散画),以基准管的集电极面积为基准,可得到一组与集电极面积成正比的多个恒流源。
????????图2(c)中增加管可以进一步减少恒流输出与基准电流之间的近似程度,此时,
????????
????????所以,
????????当时,基本镜像恒流值,增加管后,更接近。
????????2.高内阻(Wilson)恒流源
????????图3是Wilson恒流源电路,试计算恒流输出值。
图3
????????管是基准管,,工作在放大状态。
????????当、、均工作在放大状态时,各电流之间关系为:
????????
????????整理后可得:
????????按二极管形式连接的管是管发射极的等效电阻,Wilson恒流源的内阻要大于。
????????3.微恒流源(Widlar)电路
????????图4是Widlar微恒流源电路,试计算输出恒流值。
图4
????????晶体管是基准管,且,工作在放大状态,。
????????管发射极电流与发射极电压之间的关系为:
????????
????????所以,
????????????????(1)
????????同理,当工作在放大状态时,
???????? ???????? (2)
????????由基极回路方程得:
????????????????(3)
????????将式(1)和式(2)代入式(3),同时考虑,得:
????????????????(4)
????????例,当电源电压等于+15V,,若要产生的恒流源,试确定电阻R1的值。
????????将参数代入式(4)可得。
????????若不采用微电源源电路,采用基本恒流源电路,虽然只需要一个电阻R,但此时电阻阻值要求为:
????????
????????此阻值远大于微电源电路中电阻R与R1之和,意味着需要占用更多的芯片面积。
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