四款經典的恒流源電路分析

基本的恒流源電路主要是由輸入級和輸出級構成，輸入級提供參考電流，輸出級輸出需要的恒定電流。恒流源電路就是要能夠提供一個穩(wěn)定的電流以保證其它電路穩(wěn)定工作的基礎。即要求恒流源電路輸出恒定電流，因此作為輸出級的器件應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)的雙極結型晶體管或者金氧半場效晶體管來實現。為了保證輸出晶體管的電流穩(wěn)定，就必須要滿足兩個條件：

其輸入電壓要穩(wěn)定——輸入級需要是恒壓源；

輸出晶體管的輸出電阻盡量大——輸出級需要是恒流源。

四種恒流源電路分析：

在改進型差動放大器中，用恒流源取代射極電阻 RE，既為差動放大電路設置了合適的靜態(tài)工作電流，又大大增強了共模負反饋作用，使電路具有了更強的抑制共模信號的能力，且不需要很高的電源電壓，所以，恒流源和差動放大電路簡直是一對絕配！

恒流源既可以為放大電路提供合適的靜態(tài)電流，也可以作為有源負載取代高阻值的電阻，從而增大放大電路的電壓放大倍數。這種用法在集成運放電路中有非常廣泛的應用。本節(jié)將介紹常見的恒流源電路以及作為有源負載的應用。

1、鏡像恒流源電路

如圖 1 所示為鏡像恒流源電路，它由兩只特性完全相同的管子 VT0 和 VT1 構成，由于 VT0 管的 c、b 極連接，因此 UCE0=UBE0，即 VT0 處于放大狀態(tài)，集電極電流 IC0=β0*IB0。另外，管子 VT0 和 VT1 的 b-e 分別連接，所以它們的基極電流 IB0=IB1=IB。設電流放大系數β0=β1=β，則兩管集電極電流 IC0=IC1=IC=β*IB?？梢?，由于電路的這種特殊接法，使兩管集電極 IC1 和 IC0 呈鏡像關系，故稱此電路為鏡像恒流源（IR 為基準電流，IC1 為輸出電流）。

鏡像恒流源電路簡單，應用廣泛。但是在電源電壓一定時，若要求 IC1 較大，則 IR 勢必增大，電阻 R 的功耗就增大，這是集成電路中應當避免的；若要求 IC1 較小，則 IR 勢必也小，電阻 R 的數值就很大，這在集成電路中很難做到，為此，人們就想到用其他方法解決，這樣就衍生出其他電流源電路

2、比例恒流源電路

如圖 2 所示為比例恒流源電路，它由兩只特性完全相同的管子 VT0 和 VT1 構成，兩管的發(fā)射極分別串入電阻 Re0 和 Re1。比例恒流電路源改變了 IC1≈IR 的關系，使 IC1 與 IR 呈比例關系，從而克服了鏡像恒流源電路的缺點。與典型的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路一樣，Re0 和 Re1 是電流負反饋電阻，因此與鏡像恒流源電路相比，比例恒流源的輸出電流 IC1 具有更高的穩(wěn)定性。

3、微變恒流源電路

若 Re0 很小甚至于為零，則 Re1 只采用較小的電阻就能獲得較小的輸出電流，這種電路稱為微變恒流源，如圖 3 所示。集成運放輸入級靜態(tài)電流很小，往往只有幾十微安，甚至更小，因此微變電流源主要應用于集成運放輸入級的有源負載。

4、多路恒流源電路

集成運放是一個多級放大電路，因而需要多路恒流源電路分別給各級提供合適的靜態(tài)電流?？梢岳靡粋€基準電流去獲得多個不同的輸出電流，以適應各級的需要。圖 4 所示電路是在比例恒流源基礎上得到的多路恒流源電路，IR 為基準電流，IC1、IC2 和 IC3 為三路輸出電流。由于各管的 b-e 間電壓 UBE 數值大致相等，因此可得近似關系：

IE0Re0≈IE1Re1≈IE2Re2≈IE3Re3

當 IE0 確定后，各級只要選擇合適的電阻，就可以得到所需的電流。