电流源和电压源电路-

I S e VT (1
vCE VA
)
iC1
iC 2
I S1(1
vCE 1 VA
)
I S 2 (1
vCE 2 VA
)
iC 2
I S 2 (VA I S1(VA
vCE vCE
2) 1)
iC1
SE 2 (VA S E1 (VA
vCE 2 ) vCE 1 )
iC1
S S 当 E2
E1 时， 已知 VCEQ1 VBE (on)
IO
iC 2
SE2 SE1
iC1
(1
2
)( VA VA
VCEQ2 VBE(on)
)
I
R
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 VBE(on) VA
VCC R IR
iC2= IO
iC1
若满足 VCEQ 2 VA
T1
T2
则可忽略基区调制效应的影响。
（2）、恒流特性：
VCC IR
iC1
T1
iC2= IO T2
I R iC1 iB1 iB2
若T1 与 T2 的参数完全匹配， 当 SE 2 SE1、1 2 时：
iB1
iB 2
iC1
iC 2
已知 IO iC1 iC 2
所以 I R IO 2iB1 IO 2iB2
I R IO 2iB1 IO 2iB2
（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 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。
故 iE3 2iB1 2iB2 2iB
iC2= IO T2
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。
IR
iE3
1
iC1
2iB1
1
iC1
2 iC1
百度文库
iC1
2IO
(1 )
IO
2
( (1 ) 1)IO
所以 IO IR (
• 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 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。
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。
T1
iB1 iB2
IR 转换为iC2 过程中由于有限的β值引
入的误差。
iC2= IO T2
根据电路有
I R iB3 iC1
iB 3
iE 3
1
因为 iE3 iB1 iB2
若 1 2 3
VCC
则 iB iB1 iB2 IO iC1 iC2
IR
R
T3
iC1 iB3
iE3
T1
iB1 iB2
IO
2 iC1
IO
2 iC 2
故
IO
2
IO
1
IO
2
1
1 2
I
R
1
(
2 )2
IR
IR (1
2)
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。
IO
I R (1
2)
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。
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
VCC
1、基本镜像电流源电路：
R IR
如图所示
iC1
电路结构： T1 与 T2 应该选取参数完全匹配的
T1
晶体三极管。
iC2= IO T2
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 。
同时IR 又与VBE(on) 有关，而β值和VBE(on) 又是温度敏
感的参数，因而造成 IO 的热稳定性下降。
只有当 VCC VBE(on)、 2 时
IO IR
IR
VCC R
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：
iC
vBE
iC 2
IO
SE2 SE1
iC1
当 SE 2 SE1 时 则 iC 2 iC1 IO
由此式可以看出T1管的电流I1 等值得转移到 T2 管中。
当 SE 2 SE1 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：
IR
VCC
VBE(on) R
分析：
（1）、精度和热稳定性
VCC R IR iC1
T1
iC2= IO T2
根据电路有： vBE1 vBE2
当忽略基区调制效率应时：
vBE
iC I S e VT
或表示为
vBE
VT
ln
iC IS
所以上式可等效为 iC1 iC 2
IS1
IS2
iC 2
IS2 IS1
iC1
由于 iC 2 IO
而 IS 与发射结面积成正比，因此有
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
为了保持恒流特性，应该增大 RO 。
R
根据电路得： RO rce2
re rb'e
gmvb
'e
rce2
2、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
VCC
IR
R
T3
iC1 iB3
iE3
作用，以减小 iB1、iB2 对IR 的分流， 使 iC1 更接近 IR ，从而有效的减小了
1 2
) 1
IR
2 2 2
IR
(1 )
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：