如何分析集成运算放大电路中的恒流源电路

2011-02-21 15:10:38来源: 互联网 关键字:恒流源电路

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。

关键字:恒流源电路

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0221/article_5029.html
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