采用集成運放構(gòu)成的恒流源特點分析及電路原理是什么？

恒流源電路的基本構(gòu)成包括輸入級和輸出級，前者提供參考電流，后者輸出所需的恒定電流。由于在實際應用中往往會遇到很多問題，例如負載變化或電源波動等情況，就不能直接使用恒流模式來控制。為了確保其他電路的穩(wěn)定運行，恒流源電路必須提供一個恒定的電流，這是其基礎(chǔ)所在。在實際應用中，對恒流源電路進行設計時，必須考慮到如何使電路能滿足各種使用場合的需求以及怎樣選擇合適的器件等問題。為了實現(xiàn)恒流源電路輸出恒定電流的目標，作為輸出級的器件，必須具備伏安特性，以滿足飽和輸出電流的需求。實現(xiàn)此目標的方法包括使用雙極結(jié)型晶體管或金氧半場效晶體管，其工作狀態(tài)為輸出電流達到飽和。在設計時還應考慮到如何使輸出晶體管的阻值盡可能小。為確保晶體管輸出電流的穩(wěn)定性，必須同時滿足兩個前提條件：輸入電壓必須保持穩(wěn)定，即輸入級必須為恒定電壓源;其漏端電位不能超過允許范圍——輸出級需提供一定的偏置電壓以維持在這個值之上。晶體管的輸出電阻應當達到最大值，以確保輸出級別為恒流源的要求。

晶體管構(gòu)成的恒流源，被廣泛應用于差動放大器的射極公共電阻、放大電路的有源負載、偏流以及脈沖產(chǎn)生電路的充放電電流等多種場合。由于晶體管參數(shù)受溫度變化影響，通常采用溫度補償和穩(wěn)壓措施，或增強電流負反饋的深度以進一步穩(wěn)定輸出電流.2相較于晶體管恒流源，場效應管恒流源的等效內(nèi)阻較小，但增加電流負反饋電阻，則能獲得更好的效果。該網(wǎng)絡采用純兩端結(jié)構(gòu)，無需借助任何輔助電源，具有極高的實用價值，可替代任何一個歐姆電阻。另外，它還可用于測量交流電壓與電流值之間的關(guān)系等。一般情況下，將場效應與晶體管相結(jié)合使用，可獲得更佳的恒流效果。此外，由于溫度對集成運放參數(shù)的影響不如對晶體管或場效應管參數(shù)的影響顯著，因此由集成運放構(gòu)成的恒流源具有更好的穩(wěn)定性和更高的恒流性能。特別對于大功率的運算放大器而言，它能起到很好的作用。特別是負載一端需要接地且需要大電流時，恒流源電路得到了廣泛的應用.4恒流源電路可實現(xiàn)雙極性控制和差動控制，提高了它的使用靈活性.2.3恒流源電路在實踐中應用恒流源能夠為負載提供恒定電流電源，恒流源應用十分廣泛，在很多情況下都不可或缺。在實際生活中經(jīng)常需要給電池進行恒壓充電。隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，傳統(tǒng)充電器進行蓄電池充電時所產(chǎn)生的電流將逐漸減少。如果將電池放在恒流源上進行充電，則充電電流可增加幾倍甚至幾十倍。為了確保恒流充電的穩(wěn)定性，必須實時提升充電器的輸出電壓，然而，使用恒流源充電后，無需對其輸出電壓進行調(diào)整，從而有效降低了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。此外，恒流源還具有體積小、重量輕、便于攜帶及安裝維護等優(yōu)點，所以在工業(yè)上得到了普遍的應用。在電路測量中，恒流源被廣泛應用，例如電阻器阻值的測量和分級，以及電纜電阻的測量等。此外，隨著電流的穩(wěn)定性提高，測量的準確性也會隨之增強。因此，在電路設計上要求恒流源具有一定的穩(wěn)定性。在恒流源的設計方面，有多種方法可供選擇，其中最為簡單的恒流電路為FET或恒流二極管，然而其電流值受限且穩(wěn)定性欠佳。本文介紹一種新型的基于場效應管的恒流電路。探討線性恒流源、開關(guān)恒流源以及集成穩(wěn)壓器恒流源電路的構(gòu)造原理和獨特特性。

1、采用集成運放構(gòu)成的線性恒流源電路，由一片324的兩個運放構(gòu)成比較放大環(huán)節(jié)，而調(diào)整環(huán)節(jié)則由BG1和BG2三極管構(gòu)成，負載電阻為RL，取樣電阻為RS，基準電壓為RW。在這種情況下，就可將一個運放電路分成兩路，一路是輸入端作為參考信號的正半管和另一相管，另一相管又分別接有接地或短路的二極管。當電源波動導致Uin降低時，負載電流減小時，取樣電壓US將不可避免地減小，從而導致取樣電壓與基準電壓的差值(US-Uref)不可避免地減小。這種方法可以用于任何需要恒流源的場合。由于反相放大器UIA的特性，其輸出電壓Ub=(R5/R4)×Ua必然會上升，因此通過調(diào)整環(huán)節(jié)，使得US上升并恢復到其原來的穩(wěn)定值，從而確保了US的電壓穩(wěn)定性，進而實現(xiàn)了電流的穩(wěn)定。當Uin上升時，電路通過閉環(huán)反饋系統(tǒng)將US降低至其初始穩(wěn)定值，從而實現(xiàn)電流的恒定。通過調(diào)整RW，可以實現(xiàn)對Uref的改變，從而實現(xiàn)電流值在0~4A之間的連續(xù)調(diào)節(jié)。

在運放內(nèi)部電路中，確實存在一些恒流源電路，其主要作用在于優(yōu)化高頻特性，通過利用恒流源電路來改善共基極放大電路(高速運放)輸入阻抗低的缺陷，從而使頻率特性得到顯著提升。2、在推挽型功率放大電路(芯片輸出極)中，運用恒定電流源能夠有效地抑制空載電流隨溫度變化的現(xiàn)象，從而解決熱擊穿這一棘手難題。3、在穩(wěn)壓電源(芯片)中，運用恒定電流源可有效降低紋波電壓;而在差動放大電路中，則采用恒定電流源，可使兩個晶體管的發(fā)射極電流總和始終保持恒定。采用此方法，可有效消除共模信號所帶來的干擾影響。有助于消除溫度漂移的影響，這一方法具有顯著的優(yōu)越性。