三極管恒流電路原理

三極管恒流電路原理

我們要理解幾個概念：

1） 什么是電流源：

理想的電流源輸出的電流是一條直線，不管負載怎么變化，輸出的電流都不變化；

2） 三極管等效模型

根據(jù)三極管的一般模型，當三極管處于放大狀態(tài)時，其C極的電流為一個受B極電流控制的受控電流源，也就是說C極的電流不受C極接的負載的影響，而只受B極電流的影響。

3） 三極管的三種工作狀態(tài)

截止狀態(tài)，BE極電壓低于其導通電壓時，B極，C極的電流均為0。

放大狀態(tài)，BE極電壓高于其導通電壓，BE極正偏，CE極之間的電壓大于其飽和導通電壓。C極電流受B極電流控制，而不受C極的負載的影響。

飽和導通狀態(tài)，CE極之間達到了飽和導通電壓，C極電流不再因B極電流正向控制，而受C極負載的影響。

根據(jù)三極管的工作狀態(tài)，當三極管處于放大的工作狀態(tài)時，在C極輸出的電流不受接在C極的負載的影響，就是一個電流源（即恒流源）。

如上圖，三極管Q1的電流放大倍數(shù)為200左右，B極電流為（12-0.7）/200k=56uA，如果負載電阻

這是一個沒有任何實用價值的電路，因為BE極導通電流、電流放大倍數(shù)等受環(huán)境影響巨大。

很小的溫度變化，都會導致C極電流發(fā)生巨大變化；

所以需要引入負反饋，在E極接入一個電阻，形成射極跟隨器。

如下圖，根據(jù)三極管的一般模型，采用受控電流源進行分析，C極電流=（V1-VBE（on））/R3；

此時，C極電流與電流放大倍數(shù)無關，所以溫度穩(wěn)定性有了非常大的提升。

綜上，NPN三極管處于放大狀態(tài)時，就是一個C極輸出電流不受一定范圍內的負載影響的電流恒，但是溫度穩(wěn)定性非常差。

在NPN三極管的E極串一個電阻，構成電流負反饋，其C極輸出電流基本上只受E極電阻影響，是一個溫度穩(wěn)定性有大幅提升的一個簡易的電流源。

三極管與運放構成的幾種恒流源電路解析

三極管和運放構成的幾種恒流源電路分析：

這幾種電路都可以在負載電阻RL上獲得恒流輸出

第一種由于RL浮地，一般很少用

第二種RL是虛地，也不大使用

第三種雖然RL浮地，但是RL一端接正電源端，比較常用

第四種是正反饋平衡式，是由于負載RL接地而受到人們的喜愛

第五種和第四種原理相同，只是擴大了電流的輸出能力，人們在使用中常常把電阻R2取的比負載RL大的多，而省略了跟隨器運放

第五種是本人想的電路，也是對地負載

后邊兩種是恒流源電路

對比幾種V/I電路，凡是沒有三極管只類的單向器件，都可以實現(xiàn)交流恒流，加了三極管之后就只能做單向直流恒流了

第四和第五是建立在正負反饋平衡的基礎上的，如果由于電阻的誤差而失去平衡，會影響恒流輸出特性，也就是說，輸出電流會隨負載變化

而其他幾種電阻的誤差只會影響輸出電流的值，而不會影響輸出特性

如果輸出電流大，或者嫌三極管的集電極電流和發(fā)射極電流不相等，可以把三極管換成MOSFET

三極管在電路中的功能有;

1.電流放大。

2，電壓放大。

3，功率放大。

4，混頻。

5，檢波。

6，開關電路。

7，門電路。

8，隔離電路。

9，阻抗轉換。

三極管的幾種特殊應用

半導體三極管除了構成放大器和作開關元件使用外，還能夠做成一些可獨立使用的兩端或三端器件。

1. 擴流。

把一只小功率可控硅和一只大功率三極管組合，就可得到一只大功率可控硅，其最大輸出電流由大功率三極管的特性決定，見附圖1。圖2為電容容量擴大電路。利用三極管的電流放大作用，將電容容量擴大若干倍。這種等效電容和一般電容器一樣，可浮置工作，適用于在長延時電路中作定時電容。用穩(wěn)壓二極管構成的穩(wěn)壓電路雖具有簡單、元件少、制作經(jīng)濟方便的優(yōu)點，但由于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電流一般只有數(shù)十毫安，因而決定了它只能用在負載電流不太大的場合。圖3可使原穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電流及動態(tài)電阻范圍得到較大的擴展，穩(wěn)定性能可得到較大的改善。

2. 代換。

圖4中的兩只三極管串聯(lián)可直接代換調光臺燈中的雙向觸發(fā)二極管；圖5中的三極管可代用8V左右的穩(wěn)壓管。圖6中的三極管可代用30V左右的穩(wěn)壓管。上述應用時，三極管的基極均不使用。

3. 模擬。

用三極管夠成的電路還可以模擬其它元器件。大功率可變電阻價貴難覓，用圖7電路可作模擬品，調節(jié)510電阻的阻值，即可調節(jié)三極管C、E兩極之間的阻抗，此阻抗變化即可代替可變電阻使用。圖8為用三極管模擬的穩(wěn)壓管。其穩(wěn)壓原理是：當加到A、B兩端的輸入電壓上升時，因三極管的B、E結壓降基本不變，故R2兩端壓降上升，經(jīng)過R2的電流上升，三極管發(fā)射結正偏增強，其導通性也增強，C、E極間呈現(xiàn)的等效電阻減小，壓降降低，從而使AB端的輸入電壓下降。調節(jié)R2即可調節(jié)此模擬穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，等效為穩(wěn)壓管。