第六章 电流源电路(去背景)

T2
V−
IR = V + − V − − VBE 3 − VBE 2 R
∴ 改进型镜像电流源I C 2 更接近I R
缺点： 1、需要很小的电流时，要 R 的作用是增 IB2 I o E R，在集成电路 = I o 选择很大的 +2 I R = IC1 + I B = IC 2 + 2 1 + β3 (1 I β加 + β，提高 3) 中很难实现； β3 E3 ⇒ Io ≈ I R 2、受电源的影响较大
R
I E1 = I E 2 , I C1 = I C 2
但是 β 不够大， I + − o 和 I REF + V − V − VBE V − V − I REF = ≈ 之间就存在差别。 R R
2、改进型电流源电路
V+
V+
R
IR
IO IR
T3
R
IO
I B3 T1
I E3
I B3
T2
T 1
T3
IE3
Ø Ø Ø Ø Ø
基本镜像电流源电路 改进型电流源电路 微电流源电路 比例电流源电路 多个三极管的镜像电流源电路
引言
电流源（恒流源）电路由于具有动态 输出电阻大，输出电流恒定的特点， 它们在集成运放中被广泛使用，恒流 源电路主要有两个用途: (1) 为放大电路提供合适而稳定的 偏置电流 (2) 作放大电路的有源负载
R1 ≈ IR R2
5、多路电流源电路
通过一个基准电流源稳定多个三极管的输出电流，获得多个 稳定的输出电流。 ① 多路镜像电流源电路
V+
R
IR I O1 IO2
I ON
TN
TR
T1
T2
I R = IC 0 + ∑ I B (1 + N ) I C 0 = IC 0 + β
I O1 = I O 2 = L = I ON = I C 0
T1
T3
T2
2、动态分析： v i
−
R
β rce3 // rce1 Av = − rbb' + rb' e
= −1785.7 .
这里电流源的作用是： 既为放大电路提供稳定的偏置电流，又作有源负载提高了放大器的增益
小结 ：
T2 T3 + R IR + vi
−
1、静态分析：
T 1
vo
−
镜像电流源电流为： 9 − 0 .7 V+ − V− − VBE IR = = = 1 mA R 8. 3
因此T1管的 I CQ = 1 mA
− 4.5V
+
26 26 r = β = 100 × T1管的 b' e I CQ 1
= 2.6 kΩ
V−
3、微电流源电路
V
+
IR
T1
R
IO
VBE1 − VBE 2 Io = IC 2 = I E 2 = RE
VBE
+ +
−
VBE1 VBE 2 −
T2
+
IC = VT ln IS
RE VRE
−
V−
IR Io VT ln − VT ln I EBS I EBS Io = RE VT IR = ln RE Io
2、动态分析：+
vi
−
T1
Rc v o
−
β RC Av = − = −70.67 rbb ' + rb ' e
这里电流源的作用是为放大电路 提供合适而稳定的偏置电流
26 = 101 × 26 1 I EQ
例2 如图所示电路中， T1、 T2和T3管的特性参数相同， 已知rce=100kΩ，其他参数与上题相同。求 Av 。 (P315 例6.1.2) 4.5V
V−
IR = ≈ IR 1+ N 1+ β
② 多路比例电流源电路
V+
I O1
TR T1 T2
IO 2
I ON
TN RN
I C 0 R0 = I C 1 R1 = I C 2 R2 = ⋅ ⋅ ⋅ = I CN RN
I R = IC 0 + ∑ I B (1 + N ) I C 0 = IC 0 + β ≈ IC 0
Rb 2
Re
VCC
Rb1
Ib
Io
βI b rce
Io
RO
Rb1
Rb 2
rbe
Rb 2
Re
Re
Vo
Ro
I b ( rbe + Rb1 // Rb 2 ) + ( I b + I o ) Re = 0 Vo − ( I o − β I b )rce − ( I b + I o ) Re = 0 Vo β Re Ro = = rce (1 + ) Io rbe + Rb1 // Rb 2 + Re
电源电压波动对微电流源的工作电流影响不大
4、比例电流源电路
V+
R
T1
IR
− VBE1
IO
+
VBE1 + I E1 R1 = VBE 2 + I E 2 R2
Io ≈ I E 2 I R R1 VBE 1 − VBE 2 = + R2 R2
+
T2
R1
VBE 2 −
R2
V−
R1 VT I R IO = IR + ln R2 R2 I O
... I oN I R R0 = RN
R0
R1
R2 V−
I R R0 I o1 = R1
I R R0 Io2 = R2
6、三极管电流源
VCC
Rb1
Io
Rb 2 VCC − VBE Rb1 + Rb 2 Io ≈ I E = Re
这是一个没有信号输入端的单口网络，特 点是直流电阻小，但交流电阻很大。
二、电流源用作有源负载
V+
Rc
vi
+ −
T3
+
T2
IR
+
V+
+
T1
vo
−
R
vi
−
T1
V−
vo
−
V−
+
β Rc Av = − rbe
T1
T2
T3
+
vi
−
R
+
vi
−
T1
rce 2 v o
−
β rce 2 // rce1 Av = − rbe
例1 如图所示电路中，T2和T3管的VBE = 0.7 V ， 。T1管的 rbb = 200，β = 100 ， R = 8.3kΩ RC = 2kΩ。求该电路的电压增益 Av 。 (P313 例6.1.1)
`
4.5V
R IR + vi − T2 Rc + vo
−
解： 1、静态分析：
T 1
镜像电流源电流为： 9 − 0 .7 V+ − V− − VBE = IR = R 8. 3
因此T1管的 I EQ = 1 mA T1管的 rb' e = ( β + 1 )
+
= 1mA
= 2.63 kΩ
T3
C
− 4.5V
一、常见电流源
1、基本镜像电流源电路
V+
IR
T1
R
+
T1、T2是特性完全相同的晶体管，发 射结电压相同，因此：
IO
T2
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VBE
−
−
1+ 2/ β 只要 βV 足够大， I oβ≈ I REF， 很大，因此： I o ≈ I R = I REF
Io = IC 2 = IC1 =
IC1 I R = IC1 + 2I B = IC1 + 2 β I