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4.2 集成运放中的电流源电路.ppt

1、4.2 集成运放中的电流源电路,2、代替大电阻,以提高放大器的性能。,但此电路存在问题: 1、仍有三个电阻,不好集成; 2、温度稳定性仍受UBE的影响。,电流源的作用:,1、为各级放大器提供合适的静态工作点;,一、基本电流源电路,1、镜像电流源,输出电流为IC1 , IC1和IC0呈镜像关系,此电路称为镜像电流源。 IR为基准电流。,T0和T1是两只特性完全一样的管子。,从电路可UCE0=UBE0, T0工作在放大状态。,T0和T1 的b-e间电压相等,所以基极电流也相等IB0=IB1=IB,,集电极电流也相等IC0=IC1=IC 。,温度补偿作用:,当2时,2、比例电流源,晶体管发射结电压与

2、发射极电流的近似关系:,如果忽略上 的电压:,则,改变Re0和Re1的阻值,可以改变IC1和IR的比例关系。,基准电流:,由于,3、微电流源(将Re0的阻值减小到零),很大的情况下:,基准电流:,(可通过图解法或累试法求解IC1 。),如果忽略上 的电压:,二、改进型电流源电路,1、加射极输出器的电流源,以上所讲电路,忽略了基极电流对集电极电流的影响,所推导的公式都是在很大时成立。,在T0的集电极与基极之间加一个射极输出的晶体管T2。 T0 、 T1和T2特性完全相同。,由于UBE0 = UBE1,所以IB0 =IB1=IB 。,若=10, IC10.982 IR。而镜像电流源电路IC10.8

3、33IR。实际电路有时也在T0管和T1管的基极与地之间加电阻Re2。,由于UBE0 = UBE1,所以IB0 =IB1=IB 。,2、威尔逊电流源,T1管的c-e串联在T2管的发射极,由于c-e间等效电阻非常大,可以高度稳定IC2。 IC2为输出电流。,T0 、 T1和T2特性完全相同, IC0 =IC1=IC 。,若=10, IC20.984 IR。 IC2受基极电流影响很小。,三、多路电流源电路,IR为基准电流, IC1、IC2和IC3为三路输出电流。,1、基于比例电流源的多路电流源,各管的b-e间电压UBE数值大致相等,所以得到近似关系:,IE0确定后,各级只要选择合适的电阻,就可得到所

4、需的电流。,2、多集电极管构成的多路电流源,当基极电流一定时,集电极电流之比等于它们的集电极面积之比。,3、MOS管多路电流源,由场效应管也可以组成镜像电流源、比例电流源等。,T0T3均为N沟道增强型MOS管,且开启电压等参数相同。在UGS0= UGS1 = UGS2 = UGS3时,它们的漏极电流ID正比于沟道的宽长比。,例题:,求图示电路各管的集电极电流。它们的均为5,它们b-e间的电压值约为0.7V。,解:先求基准电流,R5上的电流为基准电流。,T12与T13构成镜像电流源:,T10与T11构成微电流源:,四、以电流源为有源负载的放大电路,1、有源负载共射放大电路,在共射(共源)放大电路

5、中,为了提高电压放大倍数,可以增大集电极电阻Rc (或漏极电阻Rd ),但为了维持静态电流不变,就要增加电源电压。所以,常用电流源电路取代Rc (或Rd ),这样在电源电压不变的情况下,既获的合适的静态电流,又可以得到很大的等效的Rc(或 Rd )。,T1为放大管, T2与T3构成镜像电流源, T2是T1的有源负载。T2与T3管特性完全一样,因而2=3=, IC2=IC3。,基准电流:,空载时:,当电路带上负载电阻RL后,由于RL对IC2的分流作用, IC1将有所变化。,电路的交流等效电路如图,若负载电阻RL很大时,则T1管和T2管在h参数等效电路中的1/h22就不能忽略不计。,电路的电压放大倍数为:,若RL 2,则IC3 IC1, 由于IC4=IC3,则 IC4 IC1, io =IC4 IC2 0 。,当差模信号uI输入时,动态集电极电流ic1= ic2,而ic3 ic1;由于ic3和ic4的镜像关系,ic3=ic4 ;所以,io= ic4 ic2 ic1(ic1 )=2 ic1 。可见输出电流为单端输出时的两倍,接近双端输出时的情况。,带上负载时的电压放大倍数为:,若RL ( rce1/ rce2 ),则,

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