700A可調(diào)交流恒流源 可編程交流電流源 穩(wěn)頻穩(wěn)流電源
恒流源是輸出電流保持恒定的電流源,而理想的恒流源應(yīng)該具有以下特點(diǎn): a)不因負(fù)載(輸出電壓)變化而改變; b)不因環(huán)境溫度變化而改變; c)內(nèi)阻為無(wú)限大(以使其電流可以全部流出到外面)。 能夠提供恒定電流的電路即為恒流源電路,又稱為電流反射鏡電路。
700A可調(diào)交流恒流源 可編程交流電流源 穩(wěn)頻穩(wěn)流電源
基本的恒流源電路主要是由輸入級(jí)和輸出級(jí)構(gòu)成,輸入級(jí)提供參考電流,輸出級(jí)輸出需要的恒定電流。 ①構(gòu)成恒流源電路的基本原則:恒流源電路就是要能夠提供一個(gè)穩(wěn)定的電流以保證其它電路穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。即要求恒流源電路輸出恒定電流,因此作為輸出級(jí)的器件應(yīng)該是具有飽和輸出電流的伏安特性。這可以采用工作于輸出電流飽和狀態(tài)的BJT 或者M(jìn)OSFET來(lái)實(shí)現(xiàn)。 為了保證輸出晶體管的電流穩(wěn)定,就必須要滿足兩個(gè)條件:a)其輸入電壓要穩(wěn)定——輸入級(jí)需要是恒壓源;b)輸出晶體管的輸出電阻盡量大(是無(wú)窮大)——輸出級(jí)需要是恒流源。 ②對(duì)于輸入級(jí)器件的要求: 因?yàn)檩斎爰?jí)需要是恒壓源,所以可以采用具有電壓飽和伏安特性的器件來(lái)作為輸入級(jí)。一般的pn結(jié)二極管就具有這種特性——指數(shù)式上升的伏安特性;另外,把增強(qiáng)型MOSFET的源-漏極短接所構(gòu)成的二極管,也具有類似的伏安特性——拋物線式上升的伏安特性。 在IC中采用二極管作為輸入級(jí)器件時(shí),一般都是利用三極管進(jìn)行適當(dāng)連接而成的集成二極管,因?yàn)檫@種二極管既能夠適應(yīng)IC工藝,又具有其特殊的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于這些三極管,要求它具有一定的放大性能,這才能使得其對(duì)應(yīng)的二極管具有較好的恒壓性能。 ③對(duì)于輸出級(jí)器件的要求: 如果采用BJT,為了使其輸出電阻增大,就需要設(shè)法減小Evarly效應(yīng)(基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)),即要盡量提高Early電壓。 如果采用MOSFET,為了使其輸出電阻增大,就需要設(shè)法減小其溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)和襯偏效應(yīng)。因此,這里一般是選用長(zhǎng)溝道MOSFET ,而不用短溝道器件。 (3)基本恒流源電路示例: 上左圖是用增強(qiáng)型n-MOSFET構(gòu)成的一種基本恒流源電路。為了保證輸出晶體管T2的柵-源電壓穩(wěn)定,其前面就應(yīng)當(dāng)設(shè)置一個(gè)恒壓源。實(shí)際上,T1二極管在此的作用也就是為了給T2提供一個(gè)穩(wěn)定的柵-源電壓,即起著一個(gè)恒壓源的作用。因此T1應(yīng)該具有很小的交流電導(dǎo)和較高的跨導(dǎo),以保證其具有較好的恒壓性能。T2應(yīng)該具有很大的輸出交流電阻,為此就需要采用長(zhǎng)溝道MOSFET,并且要減小溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)等不良影響。 上右圖是用BJT構(gòu)成的一種基本恒流源電路。其中T2是輸出恒定電流的晶體管,晶體管T1就是一個(gè)給T2提供穩(wěn)定基極電壓的發(fā)射結(jié)二極管。當(dāng)然,T1的電流放大系數(shù)越大、跨導(dǎo)越高,則其恒壓性能也就越好。同時(shí),為了輸出電流恒定(即提高輸出交流電阻),自然還需要盡量減小T2的基區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng)(即Early效應(yīng))。另外,如果采用兩個(gè)基極相連接的p-n-p晶體管來(lái)構(gòu)成恒流源的話,那么在IC芯片中這兩個(gè)晶體管可以放置在同一個(gè)隔離區(qū)內(nèi),這將有利于減小芯片面積,但是為了獲得較好的輸出電流恒定的性能,即需要特別注意增大橫向p-n-p晶體管的電流放大系數(shù)。 (4)基本恒流源電路的擴(kuò)展: 在以上基本電路的基礎(chǔ)上,還可以加以擴(kuò)展其功能: 一方面,在二極管恒壓源(T1)的作用下,它的后面可以連接多個(gè)輸出支路(與T2并聯(lián)的多個(gè)晶體管),從而能夠獲得多個(gè)穩(wěn)定的輸出電流。 另一方面,在T1和T2的源極(發(fā)射極)上還可以分別串聯(lián)一個(gè)電阻(設(shè)分別為R1和R2),這就能夠得到不同大小的恒定輸出電流。因?yàn)檫@時(shí)可有I(輸出)/I(參考)=R1/R2,則在這種恒流源電路中,輸出的恒定電流基本上是決定于電阻以及晶體管放大系數(shù)的比值,而與電阻和放大系數(shù)的大小關(guān)系不大。這種性質(zhì)正好適應(yīng)了集成電路制造工藝的特點(diǎn),所以這種恒流源電路是模擬IC中的一種基本電路。
可編程交流電流源 穩(wěn)頻穩(wěn)流電源