电流源和电压源电路-.ppt

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1、电流源和电压源电流源电流源是电路的基本元件，它是一种二端元件。电流源的内阻相对负载阻抗很大，负载阻抗波动不会改变电流大小。在电流源回路中串联电阻无意义，因为它不会改变负载的电流，也不会改变负载上的电压。在原理图上这类电阻应简化掉。负载阻抗只有并联在电流源上才有意义，与内阻是分流关系。由于内阻等多方面的原因，理想电流源在真实世界是不存在的，但这样一个模型对于电路分析是十分有价值的。实际上，如果一个电流源在电压变化时，电流的波动不明显，我们通常就假定它是一个理想电流源。电流源的基本性质电流源有两个基本性质：(1)它发出的电流是定值，或是一定的时间

2、函数，与两端的电压无关。(2)电流源的电流是由它本身确定的，至于它两端的电压则是任意的。基区宽度调制效应这是BJT在较大工作电压时所出现的一种现象。因为BJT在放大状态工作时，集电结上的反偏电压（直流电压+交流电源）是变化的，则集电结的势垒厚度也将随着变化，这就会导致基区宽度发生变化；这种由集电结电压而引起基区宽度发生变化的现象，最早是由Early提出并加以说明的，故称为Early效应（爱里效应），又称为基区宽度调制效应。势垒就是势能比附近的势能都高的空间区域，基本上就是极值点附近的一小片区域。电流源电路是提供恒定电流的一类电子线路，它广泛应

3、用于各种功能电路中。对电流源电路的要求：1、提供电流IO，并且其值在外界环境因素（温度、电源电压等）变化时，力求维持稳定不变。2、当其两端电压变化时，应该具有保持电流IO恒定不变的恒流特性，或者说电流源电路的交流内阻RO趋于无穷。一、镜像电流源电路1、基本镜像电流源电路：如图所示电路结构：T1与T2应该选取参数完全匹配的晶体三极管。T1T2VCCiC2=IOiC1IRR其中，T1的集电极和基极相连，接成二极管的形式，并且由VCC通过R提供电流IR。分析：（1）、精度和热稳定性根据电路有：当忽略基区调制效率应时：或表示为所以上式可等效为T1T2

4、VCCiC2=IOiC1IRR由于而IS与发射结面积成正比，因此有当时则由此式可以看出T1管的电流I1等值得转移到T2管中。当时，T1管电流I1则加权地转移到T2管中，加权因子为发射结面积比值。根据电路还可知：T1T2VCCiC2=IOiC1IR若T1与T2的参数完全匹配，当时：已知所以故显然，IR是由VCC通过R提供的，它是电流源电路的参考电流，只要IR确定后，IO也就被确定。从此式可以看出：它们之间不是严格满足镜像关系，而是由有限的β值产生误差，这个误差随β值的增大而减小。同时IR又与VBE(on)有关，而β值和VBE(on)又是温度敏感

5、的参数，因而造成IO的热稳定性下降。只有当时才能忽略温度以及β离散性的影响。在高精度电流源中还必须考虑基区宽度调制效应的影响，当计入基区宽度调制效应时：当时，已知可见计入基区调制效应后，进一步降低了IO的精度和热稳定性。通常若满足则可忽略基区调制效应的影响。（2）、恒流特性：为了保持恒流特性，应该增大RO。根据电路得：Rrerb'egmvb'erce2T1T2VCCiC2=IOiC1IRR2、减小β值影响的镜像电流源电路如图所示与前面介绍的电流源不同的是，用T3管代替T1管的集电极与基极的短路线。此电路是利用T3管的电流放大作用，以减小iB1

6、、iB2对IR的分流，使iC1更接近IR，从而有效的减小了IR转换为iC2过程中由于有限的β值引入的误差。T1T2VCCiC2=IOiC1IRT3iE3iB1iB2iB3R根据电路有因为若故则注意：此时电路中的iE3不能过大，否则会引起iB1、iB2过大，导致饱和失真。T1T2VCCiC2=IOiC1IRT3iE3iB1iB2iB3R所以在实际的电路中，为了避免T3管因工作电流过小，而引起β值的减小，并且又不能增大iB3，一般都在T3管的发射极上接一个适当的电阻RE，则iE3的电流为：使iE3适当的增大。T1T2VCCiC2=IOiC1IRT

7、3iE3iB1iB2iB3RE3R3、比例式镜像电流源在实际应用中，经常需要IO与IR成特定比例关系的镜像电流源电路。实现这种比例关系的电路可以从两方面着手：（2）、在两管的发射极上串接不同阻值的电阻。（1）、改变两管的发射结面积，前面介绍过时的情况。T1T2VCCiC2=IOiC1IRRR2R1iE1iE2如图所示根据电路有设并忽略基调效应。则有因为故T1T2VCCiC2=IOiC1IRRR2R1iE1iE2（根据PN结的伏安特性）当β值足够大时，所以若iC1对IO的比值不太大时，例如、则T1T2VCCiC2=IOiC1IRRR2R1iE1

8、iE2并且满足当β值足够大时，所以则有T1T2VCCiC2=IOiC1IRRR2R1iE1iE2由此式可知：只要改变两个电阻的比值，就可得到IO对IR的不同比例关系