电流源电路

I E1
≈
Re0 Re1
IE0
IC0 ≈ IE0 IC1 ≈ IE1
IC1
≈
Re0 Re1
IC0
两管对称
IC1
≈
Re0 Re1
IC0
模拟电子技术第五讲(1)
β >> 2 IC0 ≈ I R
IC1
≈
Re0 Re1
IR
IR
≈
VCC − VBE0 R + Re0
IC1与IR成比例关系，可以通过改变电阻Re0与Re1的 比值来实现电流的大小变化，从而克服了镜像电
因为： VBE1 =VBE2
所以： IB1 = IB2 = IB
IC2 = IC1 = IC
= IR − 2IB
=
IR
−
2
IC
β
模拟电子技术第五讲(1)
+V CC
IR R
2 IB
IC1
IC2
T1
T2
两管对称
基准电流：
IR
=
VCC
− VBE R
≈ VCC R
模拟电子技术第五讲(1)
+V CC
IC2 = IC1 = IC
镜像电流源
+V CC
IR R
IC2
IC1 2IB
T1
T2
比例电流源
模拟电子技术第五讲(1)
微电流源
+V CC
IR R
IC2
IC1
T1
T2
Re2 IE2
IC2 ≈ I R
IC1
≈
Re0 Re1
IR
IC2
≈
VT Re2
ln
IR IC2
分析这些电路时都忽略了IB，近似认为IC≈IR，所以这种 近似程度的好坏，直接影响电流源的精度，这三种电流源电
39
模拟电子技术第五讲(1)
F007中的电流源电路
续：
T10、T11构成为微电流源
I C 10
≈ V T ln R4
IR I C 10
≈
26 3
ln
0 .73 I C 10
解得 IC10 ≈ 28μA
T12、 T13 构成为镜像电流源
I C 13
=
I C 12
=
β β +2
IR
≈ 5 × 0.73 ≈ 0.52mA 5+2
= IR − 2IB
IR R
2 IB
IC1
IC2
=
IR
−
2
IC
β
T1
T2
解得：
I C2
=
I C1
= IC
=
β β + 2 IR
β >> 2
IC2 ≈ I R
可见：无论T2的负载如何变化， IC2的值将保持不变。
模拟电子技术第五讲(1)
镜像电流源自身有一定
+V CC
的温度补偿作用
IR R
2 IB
IC1
例：集成运放F007中的 部分电流源电路如左图 所 示 , 已 知 各 BJT 管 的
β=5,VBE=0.7V, 试 求 各
管的集电极电流。
解：先求出参考电流IR
IR
=
VCC
− VBE13
− VBE11 R5
− (−VCC )
= 15 − 0 .7 − 0 .7 − ( − 15 ) mA ≈ 0.73mA
模拟电子技术第五讲(1)
+V CC
IR R
IC2
VBE
≈ I S e VT
IC1
∴ln
IE
VBE
≈ ln e VT
= VBE
T1
IS
VT
VBE
≈ VT
ln
IE IS
VBE1
− VBE2
≈ VT
ln
I E1 IS
− VT
ln
IE2 IS
T2 Re2 IE2
VBE1
− VBE2
≈ VT
ln
I E1 IS
镜像电流源
模拟电子技术第五讲(1)
改进型
I C1
=
β β+
2
IR
≈
IR
IC1
=
β (1+ β ) β (1+ β ) +
2
IR
≈
IR
可见：β (1 + β ) >> β >> 2 加入射极输出器后精度大大提高
4.2 威尔逊电流源 由于对称
IC0 = IC1 = IC
IC2
IC2 ↓
T1
T2
T ↑ → IC2 ↑
IB ↓
IC1 ↑ → IR ↑ → VR = IR R ↑ → VBE ↓
IR = IC1 + 2IB
VBE = VCC −VR
镜像电流源
IC2 = IC1 = IC
=ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
β β+
2
IR
≈
IR
= VCC −VBE ≈ VCC
R
R
模拟电子技术第五讲(1)
+V CC
− VT
ln
IE2 IS
≈
VT
ln(
I E1 IS
×
IS IE2
)
IR
模拟电子技术第五讲(1)
+V CC
R
IC2
≈
VT
ln
I E1 IE2
∵ IC2
≈
I E2
= VBE1 −VBE2 Re2
IC1
T1
VBE1
VBE2
T2
Re2 IE2
≈
VT
ln
I E1 IE2
≈ VT
ln IC1
Re2
Re2 IC 2
路的精度都不够高，需要改进。
4 改进型电流源
4.1 加射极输出器的电流源
镜像电流源
模拟电子技术第五讲(1)
加入射极输出器 （缓冲管）
I C1
=
β β+
2
IR
≈
IR
三个管子对称
由于对称
I B0 = I B1 = I B IC0 = IC1
I E2 = I B0 + I B1 = 2I B
模拟电子技术第五讲(1)
IR = IC0 + IB2
=
IC0
+
IE2
1+ β
= IC0
+ 2IB
1+ β
=
IC0
+
2IC0 1+
/β β
= IC1 +
2IC1 / β 1+ β
IR
=
IC1
+
2IC1 / β 1+ β
解得：
IC1
=
β
β (1+ β ) (1+ β ) +
2
IR
IR
=
VCC
− 2VBE R
模拟电子技术第五讲(1)
模拟电子技术第五讲(1) 集成放大电路的基本单元之一
—电流源电路
0 引言
模拟电子技术第五讲(1)
在集成运放中，常利用电流源电路为各级电路 提供合适的静态电流，或用来替代大电阻。
利用BJT实现恒流源的基本思想
VBE恒定 → IB恒定 → IC恒定
1 镜像电流源
基准电流：
IR
=
VCC
− VBE R
≈ VCC R
流源的缺点。
与镜像电流源一样，比例
电流源自身也有一定温度补偿 作用。此外，根据静态工作点 稳定电路的原理，电阻Re0、 Re1都是电流负反馈电阻，能 起到稳定静态工作点的作用， 所以比例电流源比镜像电流源 具有更好的温度稳定性。
模拟电子技术第五讲(1)
3 微电流源
VBE
∵ IE = IS (e VT −1)
IR R
2 IB
IC1
IC2
T1
T2
优点：结构简单
缺点：1. 大电流会使得三极管的功耗增大，小电流需 要电阻R阻值大，很难集成。
2. 精度较低。
2 比例电流源
模拟电子技术第五讲(1)
VB = VBE0 + I E0 Re0
= VBE1 + I E1Re1
∵VBE0 ≈ VBE1
VB
∴ I E0 Re0 ≈ I R E1 e1
IC2
≈
VT Re2
ln
IC1 IC2
又 IC1 ≈ IR
= VCC −VBE1 ≈ VCC
R
R
IC2
≈
VT Re2
ln
IR IC2
模拟电子技术第五讲(1)
+V CC
IR R
IC2
IC1
T1
T2
Re2 IE2
超越方程，可用图解法、累试法求 解，也可借助计算机软件求解。
模拟电子技术第五讲(1)
F007中的电流源电路