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集成運放電路中的恒流源電路分析
如何分析集成運算放大電路中的恒流源
電路
作者：佚名 來源：不詳 發(fā)布時間：2010-4-13 11:31:43 [收 藏] [評 論]
如何分析集成運算放大電路中的恒流源電路
普通鏡像恒流源、多集電極恒流源、高精度鏡像恒流源、高內(nèi)阻恒流源和鏡像微恒流源電路，以及恒流源
電路輸出電阻的計算等。
分析恒流源電路的方法是：
（1）確定恒流源電路中的基準晶體管或場效應(yīng)管；
（2） 計算或確定基準電流；
（3）根據(jù)半導(dǎo)體器件之間的一致性，計算輸出恒流值；
（4）繪制恒流部分的交流通路，確定恒流源的內(nèi)阻。
由于恒流源的內(nèi)阻較大，計算恒流源內(nèi)阻時不能忽略三極管集電極與發(fā)射極之間，或場效應(yīng)管漏極與
源極之間的動態(tài)電阻。
1、基本鏡像恒流源分析
第一文庫網(wǎng) 已知基本鏡像恒流源電路如圖1所示，試計算輸出電流的大小和恒流源內(nèi)阻。圖1
晶體管是基準管，且，工作在放大狀態(tài)。 當與特性參數(shù)完全一致時，由可推得
由基準輸入回路得，
所以，
當時，。
恒流輸出管的交流通路如圖1(b)所示，將晶體管用微變等效模型替代后的電路模型如圖1(c)，顯然，恒流源的內(nèi)阻。
必須注意，應(yīng)用管的恒流特性時，必須滿足，保證始終工作在放大狀態(tài)。
基本鏡像恒流源電路的擴展電路有兩種，如圖2所示。
圖2
圖2(b)的管采用多集電極晶體管（圖2(a)已將其分散畫），以基準管的集電極面積為基準，可得到一組與集電極面積成正比的多個恒流源。
圖2(c)中增加管可以進一步減少恒流輸出與基準電流之間的近似程度，此時，
所以，
當時，基本鏡像恒流值，增加管后，更接近。
2．高內(nèi)阻（Wilson）恒流源
圖3是Wilson恒流源電路，試計算恒流輸出值。
圖3
管是基準管，，工作在放大狀態(tài)。
當、、均工作在放大狀態(tài)時，各電流之間關(guān)系為：
整理后可得：
按二極管形式連接的管是管發(fā)射極的等效電阻，Wilson恒流源的內(nèi)阻要大于。
3．微恒流源（Widlar）電路
圖4是Widlar微恒流源電路，試計算輸出恒流值。
圖4
晶體管是基準管，且
，工作在放大狀態(tài)，
。
管發(fā)射極電流與發(fā)射極電壓之間的關(guān)系為：
所以，
（1）
同理，當工作在放大狀態(tài)時，
（2）
由基極回路方程得：
（3）
將式（1）和式（2）代入式（3），同時考慮，得：
（4）
例，當電源電壓等于+15V，電阻R1的值。 ，若要產(chǎn)生的恒流源，試確定
將參數(shù)代入式（4）可得。
若不采用微電源源電路，采用基本恒流源電路，雖然只需要一個電阻R，但此時電阻阻值要求為：
此阻值遠大于微電源電路中電阻R與R1之和，意味著需要占用更多的芯片面積。
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