常見(jiàn)恒流源電路分析及應(yīng)用

基本的恒流源電路主要是由輸入級(jí)和輸出級(jí)構(gòu)成，輸入級(jí)提供參考電流，輸出級(jí)輸出需要的恒定電流。恒流源電路就是要能夠提供一個(gè)穩(wěn)定的電流以保證其它電路穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。即要求恒流源電路輸出恒定電流，因此作為輸出級(jí)的器件應(yīng)該是具有飽和輸出電流的伏安特性。

• 其輸入電壓要穩(wěn)定——輸入級(jí)需要是恒壓源；

• 輸出晶體管的輸出電阻盡量大——輸出級(jí)需要是恒流源。

四種恒流源電路分析：

在改進(jìn)型差動(dòng)放大器中，用恒流源取代射極電阻RE，既為差動(dòng)放大電路設(shè)置了合適的靜態(tài)工作電流，又大大增強(qiáng)了共模負(fù)反饋?zhàn)饔?，使電路具有了更?qiáng)的抑制共模信號(hào)的能力，且不需要很高的電源電壓，所以，恒流源和差動(dòng)放大電路簡(jiǎn)直是一對(duì)絕配！

恒流源既可以為放大電路提供合適的靜態(tài)電流，也可以作為有源負(fù)載取代高阻值的電阻，從而增大放大電路的電壓放大倍數(shù)。這種用法在集成運(yùn)放電路中有非常廣泛的應(yīng)用。本節(jié)將介紹常見(jiàn)的恒流源電路以及作為有源負(fù)載的應(yīng)用。

如圖1所示為鏡像恒流源電路，它由兩只特性完全相同的管子VT0和VT1構(gòu)成，由于VT0管的c、b極連接，因此UCE0=UBE0，即VT0處于放大狀態(tài)，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(shè)電流放大系數(shù)β0=β1=β，則兩管集電極電流IC0=IC1=IC=β*IB?？梢?jiàn)，由于電路的這種特殊接法，使兩管集電極IC1和IC0呈鏡像關(guān)系，故稱(chēng)此電路為鏡像恒流源（IR為基準(zhǔn)電流，IC1為輸出電流）。

鏡像恒流源電路簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。但是在電源電壓一定時(shí)，若要求IC1較大，則IR勢(shì)必增大，電阻R的功耗就增大，這是集成電路中應(yīng)當(dāng)避免的；若要求IC1較小，則IR勢(shì)必也小，電阻R的數(shù)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。

如圖2所示為比例恒流源電路，它由兩只特性完全相同的管子VT0和VT1構(gòu)成，兩管的發(fā)射極分別串入電阻Re0和Re1。比例恒流電路源改變了IC1≈IR的關(guān)系，使IC1與IR呈比例關(guān)系，從而克服了鏡像恒流源電路的缺點(diǎn)。與典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路一樣，Re0和Re1是電流負(fù)反饋電阻，因此與鏡像恒流源電路相比，比例恒流源的輸出電流IC1具有更高的穩(wěn)定性。

若Re0很小甚至于為零，則Re1只采用較小的電阻就能獲得較小的輸出電流，這種電路稱(chēng)為微變恒流源，如圖3所示。集成運(yùn)放輸入級(jí)靜態(tài)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(yīng)用于集成運(yùn)放輸入級(jí)的有源負(fù)載。

集成運(yùn)放是一個(gè)多級(jí)放大電路，因而需要多路恒流源電路分別給各級(jí)提供合適的靜態(tài)電流?？梢岳靡粋€(gè)基準(zhǔn)電流去獲得多個(gè)不同的輸出電流，以適應(yīng)各級(jí)的需要。圖4所示電路是在比例恒流源基礎(chǔ)上得到的多路恒流源電路，IR為基準(zhǔn)電流，IC1、IC2和IC3為三路輸出電流。由于各管的b-e間電壓UBE數(shù)值大致相等，因此可得近似關(guān)系：

IE0Re0≈IE1Re1≈IE2Re2≈IE3Re3

當(dāng)IE0確定后，各級(jí)只要選擇合適的電阻，就可以得到所需的電流。