三极管基本电流源模拟电子技术基础

-45/dec的斜率。在0.1 f H 和10 f H 处与实际的相频
特性有最大的误差，其值分别为+5.7°和－5.7°。 采用这种折线化画出的频率特性曲线称为波特图， 是分析放大电路频率响应的重要手段。
5.1.2 RC 高通电路
RC高通电路如图05.03所示。 为： 其电压放大倍数 A v
精密镜象电流源和普通镜象电流源相比，其精
度提高了 倍。电路如图04.04所示。 由于有 T3 的存 在，IB3和将比镜象 电流源的 2IB 小 β 3 倍。因此 IC2 和 IREF 更加接近。
图04.04 精密电流源
4.3.3 微电流源
微电流源电路如图04.05所示，通过接入Re电阻 得到一个比基准电流小许多倍的微电流源，适用微
DVBE VBE1 VBE2 VT (ln IR ln Io ) IS1 IS2
一般有 IS1 = IS2 ，所以
Io ln IR Io D VBE Re2 VT Re2 ln IR Io
I o Re2 VT
因DVBE 小，Io<< IR。同时 Io 的稳定性也比 IR 好。
分压偏置电路对工作
点具有稳定作用，也就是
对 IO 有稳定作用，具有稳 流特性。电压源的内阻小， (a) (b) 电流源的内阻大，内阻越 大稳流特性越好。
图04.01 三极管电流源
下面就通过图 04.02 所示的等效电路来求该 电路的内阻，以探讨其稳流特性。由图可得
图04.02 求Ro微变等效电路
d I b Rb d I b rbe Re (d I b d I o ) 0 d Vo (d I o d I b )rce Re (d I b d I o ) 0
4.3.4 比例电流源
在镜象电流源电路的基础上，增加两个发射极 电阻，使两个发射极电阻中的电流成一定的比例关 系，即可构成比例电流源。其电路如图04.06所示。
因两三极管基极对地电位 相等，于是有
V BE1 I E1 R e1 = V BE2 I E2 R e2 因 V BE1 V BE2 I E1 R e1 I E2 R e2 Io R e1 IR R e2
. .
解得
可见三极管基本电流源的内阻较三极管放 大区的输出电阻rce又有较大提高。
4.3 集成电路电流源
4.3.1镜象电流源
三极管 T1、T2 匹配，
1 2
VBE1 VBE2 VBE , 则
IR IC1 2 IB I C 2 2 I B I C 2 (1
图04.06比例电流源
4.3.5 多电流源
通过一个基准电流源稳定多个三极管的工 作点电流，即 可构成多路电 流源，电路见 图 04. 07。图 中一个基准电 流 IREF可获得 多个恒定电流 IC2、IC3。
图04.07 多电流源
05 放大电路的频率特性
在放大电路的通频带中给出了频率特性的概念---
功耗的集成电路中。由图可得：
VBE1 = VBE2 I E2 Re2 I E2Re2 VBE1 VBE2 DVBE I o I C2 I E2 DVBE / Re2
图04.05 微电流源
Io 与 IR 的关系如下
IR IE1 IS1e
VBE1/VT
VBE2/VT Io IC2 IE2 IS2e
由此可做出如图 05.04 所示的 RC 高通 电路的近似频率特性曲线。
Av
f / fL f 2 1 ( ) fL
f 90 arctg(
o
fL
)
图05.04 RC高通电路频率特性曲线
幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真; 相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。 放大电路的幅频特性和相频特性，也称为 频率响应。因放大电路对不同频率成分信号的 增益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅 度频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同 频率成分信号的相移不同，从而使输出波形产 生失真，称为相位频率失真，简称相频失真。 幅频失真和相频失真是线性失真。
. . . . .
.
.
.
.
d Vo (d I o d I b )rce Re (d I b d I o ) 0
Re d Vo d I o [ rce Re + ( rce Re )] Rb rbe Re
. .
.
.
.
.
.
Re d Vo d I o [ rce + rce ] Rb rbe Re
2
镜象电流源电路如 图 04.03 所 示 ， 它 的 特 点是工作三极管的集电 极电流是电流源电路的 镜象(电流相等）。

)
VCC VBE 且 IR ，当 >> 2 时, R I C 2 I R ， I C2 和 I R 是镜象关系。
图04.03 镜象电流源
4.3.2 精密镜象电流源
R + . Vi C + . Vo -
图05.01 RC低通电路 1 V 1 1 1 jc o Av 1 ω f V 1 j C R i R 1 j 1 j jc ω0 fh
式中
0
1 1 RC t
的 模、上限截止频率 和 相角 分别为 。A v
f0 fH 1 2RC
1 Av 1 ( f
fH
)2
arctg( f f ) H
由以上公式可做出如图 05.02 所示 的RC低通电路的近似频率特性曲线：
Av
1 1 ( f
fH
)2
arctg( f f ) H
图05.02 RC低通电路的频率特性曲线
幅频特性的X轴和Y轴都是采用对数坐标, f H 称为上限截止频率。当 f ≥ f H 时，幅频特性将以 十倍频 20dB 的斜率下降，或写成 -20dB/dec 。 在 f =fH 处的误差最大，有－3dB。 当 f =fH 时，相频特性将滞后45°，并且具有
5.1 RC 电路的频率响应 5.2 双极型三极管的高频小信号模型 5.3 共发射极接法放大电路频率特性 5.4 场效应三极管的高频小信号模型
5.1 RC电路的频率响应
• 5.1.1 RC低通电路
• 5.1.2 RC高通电路
5.1.1 RC低通电路
RC低通电路如图05. 01所示。 电压放大倍数(传递函数)为：
(动画5-1)
这些统称放大电路的频率响应。
幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真; 相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。 产生频率失真的原因是: 1.放大电路中存在电抗性元件，例如耦合电容、 旁路电容、分布电容、变压器、分布电感等;
2. 三极管的 () 是频率的函数。在研究频率特 性时，三极管的低频小信号模型不再适用，而要 采用高频小信号模型。
幅度频率特性
幅频特性是描绘输入信号幅 度固定，输出信号的幅度随频率 变化而变化的规律。即
相位频率特性
∣= ∣V ∣A
∣= f ( ) / V o i
Hale Waihona Puke 相频特性是描绘输出信号与输 入信号之间相位差随频率变化而变 化的规律。即 ∠V o ∠V i f ( ) ∠A
这些统称放大电路的频率响应。
o V j / L jf / f L Av = Vi 1 j / L 1 jf / f L
1 1 式中 L 。 RC t
图 05.03 RC 高通电路
下限截止频率、模和相角分别为
f / fL Av 1 f ) o f0 fL 90 arctg( f 2 fL 1 ( ) 2RC fL
(3)用电流源做有源负载，可获得增益高、 动态范围大的特性。
(4)用电流源给电容充电，以获得线性电压输出。
(5)电流源还可单独制成稳流电源使用。
(6)在模拟集成电路中，常用的电流源电路有： 镜象电流源、精密电流源、 微电流源、多路电流源等。
4.2 三极管基本电流源
用普通的三极管接成电流负反馈电路，即可 构成一个基本的电流源电路。分压偏置基本放大 电路就具有这一功能，其电路如图04.01所示。
04
电 流 源
电流源是一个输出电流恒定的电源电路， 与电压源相对应。
4.1 电 流 源 概 述
4.2 三极管基本电流源
4.3 集成电路电流源
4.1 电 流 源 概 述
(1)电流源电路是一个电流负反馈电路， 并利用PN结的温度特性，对电流源电路进行温度补偿， 以减小温度对电流的影响。
(2)电流源电路用于模拟集成放大器中 以稳定静态工作点，这对直接耦合放大器是十分重要的。