四種恒流源電路分析及應用 鏡像 比例 微變 多路恒流源電路

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(shù)。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，為后續(xù)內(nèi)容的學習進行知識儲備。

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(shù)β0=β1=β，則兩管集電極電流IC0=IC1=IC=β*IB?？梢姡捎陔娐返倪@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)。

圖1? 鏡像恒流源電路 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(shù)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。

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。 當Re0=Re1時，IC1仍然等于IR，但此電路的IR由式(2-4)約定，比式(2-2)的IR小，一般用于前置放大器的輸入級。

圖2? 比例恒流源電路

微變恒流源電路

由式(2-3)可知，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。

圖3 ?微變恒流源電路

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(shù)值大致相等，因此可得近似關系 IE0Re0≈IE1Re1≈IE2Re2≈IE3Re3(2-6) 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。

圖4? 多路恒流源電路

審核編輯：湯梓紅