電流源電路
在集成電路的制作工藝中,在硅片上制作各種類型的晶體管比制作電阻容易的多,所占用的硅片面積也小的多,所以集成電路中的三極管除了作放大管外,大量的被用作恒流源或有源負載,為放大管提供合適的靜態(tài)工作點及提高放大器的放大倍數(shù)。下面先來介紹集成電路中的恒流源和有源負載電路。
基本電流源電路
1.鏡像電流源電路
如圖7-2-1所示的電路就是典型的鏡像電流源電路。
該電路的工作原理是:在電路完全對稱的情況下,電阻R上的電流IR可作為電路的基準電流,根據節(jié)點電位法可得該電流的表達式為:
在β»2的條件下,移項整理可得
(7-2-1)
由上式可見,當Vcc和R的數(shù)值確定之后,三極管T0的集電極電流有確定的值IR。因電路的對稱性,三極管T1集電極的電流與三極管T0集電極電流成鏡像關系,也隨著有確定的值IC。
鏡像電流源電路結構簡單,應用廣闊,但存在著IC大時,電阻R上的功耗也大的缺點。改進的方法是在兩三極管的發(fā)射極上增加電阻Re,使鏡像電流的關系變成比例的關系,組成比例電流源電路。
2.比例電流源電路
比例電流源電路如圖7-2-2所示。
該電路的工作原理是:由電路的結構可知
(7-2-2)
根據三極管的電流方程 可得
根據T0和T1的對稱性可得
將上式代入式7-2-2中可得:
當β»2時,有IC0≈IE0≈IR,IC1≈IE1,將這些關系代入上式可得
在一定的范圍內,IR≈IC1,上式中的對數(shù)項可忽略,則
(7-2-3)
與7-2-1式相比可得,在相同IC1的情況下,可以用較大的R,以減少IR的值,降低R的功耗。同時Re0和Re1是兩個三極管的發(fā)射極電阻,引入電流負反饋,使兩三極管的輸出電流更加穩(wěn)定。
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