模擬電路73節(jié)

1、7.3 電流源電路電流源電路 電流源電路不僅可以用于各種放大器的電流源電路不僅可以用于各種放大器的偏置電路偏置電路，而且可用于取代電阻作為放，而且可用于取代電阻作為放大電路的大電路的有源負(fù)載有源負(fù)載，因而在集成運(yùn)算放，因而在集成運(yùn)算放大器中得到了廣泛的應(yīng)用。大器中得到了廣泛的應(yīng)用。7.3.1鏡像電流源電路鏡像電流源電路(Current Mirror Source) 圖圖7.19所示為鏡所示為鏡像電流源電路。像電流源電路。其中其中T1和和T2兩管兩管特性理想對稱，特性理想對稱，完全一致。完全一致。 T1IC1+VCCIRIOIB1IB2RT2圖圖7.19 鏡像電流源電路鏡像電流源電路 則則UB1

2、=UB2，故，故IB1=IB2=IB，IC1=IC2=IO，那么，那么IR可表示為可表示為 )21 ()21 (2OC1BC1RIIIII21ROII如 果如 果 2 ，VCCUBE，則，則T1IC1+VCCIRIOIB1IB2RT2圖圖7.19 鏡像電流源電路鏡像電流源電路RVRUVIICCBECCRO從上式可見，當(dāng)參從上式可見，當(dāng)參考電流考電流IR的大小固的大小固定時，電流源輸出定時，電流源輸出電流電流IO也就相應(yīng)恒也就相應(yīng)恒定；定；IR改變，改變，IO也也隨之改變，故隨之改變，故稱為稱為鏡像電流源鏡像電流源。 T1IC1+VCCIRIOIB1IB2RT2圖圖7.19 鏡像電流源電路鏡像電

3、流源電路 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，兩管參數(shù)對稱，符合結(jié)構(gòu)簡單，兩管參數(shù)對稱，符合集成電路的特點(diǎn)；集成電路的特點(diǎn)； 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：IO的數(shù)值仍受電源電壓、的數(shù)值仍受電源電壓、R和和UBE的影響。的影響。 若想得到小電流若想得到小電流(如微安級如微安級)，則，則R必須很必須很大，這在集成電路制作上有一定困難。大，這在集成電路制作上有一定困難。7.3.2微電流源電路微電流源電路(Small Value Current Source) 若想獲得小電流若想獲得小電流的同時仍保持電的同時仍保持電阻阻R阻值不大，阻值不大，則應(yīng)使則應(yīng)使IOIR,電電路如圖路如圖7.20所示。所示。由由UBE2UBE1，可知可知I

4、OUT時，時，TBE1S1E1UUeIITBE2S2E2UUeIIIRRe2T1+VCC圖圖7.20 微電流源電路微電流源電路IC1IOIB1IB2RT2IE2IE1UBE1 - UBE2 = IE2Re2又又 TBE2BE1E2E1UUUeII或或 E2E1TBE2BE1lgIIUUU因制作工藝相同，因制作工藝相同，所以所以IS1=IS2IRRe2T1+VCC圖圖7.20 微電流源電路微電流源電路IC1IOIB1IB2RT2IE2IE1E2E1Te2E2lgIIURIIR = IE1+IB2IE1，IOIE2 ORTe2OlgIIURI 所以所以IRRe2T1+VCC圖圖7.20 微電流源電

5、路微電流源電路IC1IOIB1IB2RT2IE2IE1 這是一個超越方程，一般可用圖解法或累這是一個超越方程，一般可用圖解法或累試法求解。在設(shè)計中一般是先確定試法求解。在設(shè)計中一般是先確定IR和和IO的數(shù)值，再確定的數(shù)值，再確定R和和Re2的值的值。7.3.3多路電流源電路多路電流源電路 可以一個參可以一個參考電流獲得考電流獲得多個電流多個電流，而且各個電而且各個電流值可以互流值可以互不相同。不相同。T3T2圖圖7.21 多路電流源電路多路電流源電路T1+VCCRIRR1I2R2R3I3I4R4T4在鏡像電流源在鏡像電流源和微電流源的基和微電流源的基礎(chǔ)上得到的多路礎(chǔ)上得到的多路電流源電路。其電

6、流源電路。其中中T1構(gòu)成參考電構(gòu)成參考電流源流源IE1R1IE2R2IE3R3IE4R4T3T2圖圖7.21 多路電流源電路多路電流源電路T1+VCCRIRR1I2R2R3I3I4R4T47.3.4有源負(fù)載電路有源負(fù)載電路 用晶體管組成的電流源取代電阻作為放用晶體管組成的電流源取代電阻作為放大電路的負(fù)載，稱為大電路的負(fù)載，稱為有源負(fù)載有源負(fù)載(Active Load)。 利用電流源對電流變化量所利用電流源對電流變化量所呈現(xiàn)的很大呈現(xiàn)的很大的輸出電阻的輸出電阻，就可以代替共射放大電路，就可以代替共射放大電路中的中的Rc，可有效地提高放大倍數(shù)。，可有效地提高放大倍數(shù)。 利用恒流源來代替差動放大電路

7、中的公利用恒流源來代替差動放大電路中的公共射極電阻共射極電阻Re，提高共模抑制比的電路，提高共模抑制比的電路，(已經(jīng)討論過已經(jīng)討論過)。如圖如圖7.22是在一是在一個單管共射極放個單管共射極放大電路中使用有大電路中使用有源負(fù)載電路。其源負(fù)載電路。其中中T2與與T3構(gòu)成鏡構(gòu)成鏡像電流源像電流源，用它，用它的輸出電阻的輸出電阻rce3作作為為T1管的集電極管的集電極負(fù)載電阻負(fù)載電阻。T1+VIRIORT3T2+_UIUo圖圖7.22單管放大電路中的有源負(fù)載單管放大電路中的有源負(fù)載如圖如圖7.23是是在差放電路中在差放電路中使用有源負(fù)載使用有源負(fù)載電路。其中電路。其中T3、T4構(gòu)成電流源構(gòu)成電流源作

8、為作為T1和和T2所所構(gòu)成的差動放構(gòu)成的差動放大電路的集電大電路的集電極有源負(fù)載極有源負(fù)載。T1IORLT3T2+V+_UIUo圖圖7.23差放的有源負(fù)載差放的有源負(fù)載T4-VIc1Ic2Ic4IL具有把差放的雙具有把差放的雙端輸出轉(zhuǎn)變?yōu)閱味溯敵鲛D(zhuǎn)變?yōu)閱味溯敵龅墓δ?，端輸出的功能，而且使單端輸出而且使單端輸出的電壓放大倍?shù)的電壓放大倍數(shù)增加了一倍。增加了一倍。 T1IORLT3T2+V+_UIUo圖圖7.23差放的有源負(fù)載差放的有源負(fù)載T4-VIc1Ic2Ic4IL 當(dāng)輸入信號當(dāng)輸入信號UI=0時，時，靜態(tài)電流靜態(tài)電流IC1=IC2=IO/2。 由于由于T3、T4為電流為電流源，則源，則IC1

9、=IC4，那，那么流過負(fù)載電阻么流過負(fù)載電阻RL的靜態(tài)電流的靜態(tài)電流IL=IC4-IC2=0。T1IORLT3T2+V+_UIUo圖圖7.23差放的有源負(fù)載差放的有源負(fù)載T4-VIc1Ic2Ic4IL 當(dāng) 輸 入 差 模 信 號當(dāng) 輸 入 差 模 信 號UI時，時，iC1=IC1+IC1iC2=IC2+IC2 而而IC1=-IC2，由，由于電流源的原因，于電流源的原因，使使IC4=IC1，那么，那么流過負(fù)載電阻流過負(fù)載電阻RL的的信號電流信號電流T1IORLT3T2+V+_UIUo圖圖7.23差放的有源負(fù)載差放的有源負(fù)載T4-VIc1Ic2Ic4IL輸出信號電流比單輸出信號電流比單端輸出時大了一倍，端輸出時大了一倍，則放大倍數(shù)也