电流源(恒流源)基础知识

电流源(恒流源)基础知识

电流源又称恒流源，它是模拟集成电路的基本电路，常用作偏置电路和有源负载。从共射三极管输出特性曲线上看，当基极电流一定时，集电极与发射极间电压在一个较宽的范围内发生变化，而集电极电流变化极小，说明晶体管集电极输出电流具有恒流特性。三极管输出端可等效为受控电流源βib和输出电阻Rce相并联。Rce=ΔUce/Δlc，通常Rce为数十千欧至数百千欧，远大于负载电阻阻值，该三极管对负载近似认为是恒流源，若三极管发射极接有电流负反馈电阻RE，则其等效输出电阻更高，该三极管更接近于恒流源了。

5.1.1 镜像电流源

镜像电流源电路如图5.1所示。它由一只电阻和二只三极管组成。这两只三极管是在一块硅晶片上制作完成，它们由同一个发射极、同一个基极，两个面积相等的集电极构成。





5.1.2 比例电流源

比例电流源如图5.2所示。由图可知，两管基极电位相同，

5.1.3 微电流源

微电流源如图5.4所示，微电流源是比例电流源的一个特例





5.1.4 MOS电流源

由增强型NMOS构成的电流源如图5.5所示，从放大的角度看，T1管属百分百的直流电压并联负反馈的接法。UGS=UDS它工作于饱和区。进入饱和区的转移特性方程为：

5.1.5 有源负载

电流源作为有源负载有两种基本电路，分别是有源负载共射放大器（如图5.7）和有源负载射极输出器（如图5.8）。在这两图中，电流源作为放大管的负载电阻，提供给放大管的静态直流工作电流。通常电流源的动态（交流）输出电阻远大于负载电阻，于是放大管输出的动态（交流）电流几乎全部进入负载，提高了放大器的动态增益。



双极型晶体管输出特性曲线如图5.9所示。



由于集电结反偏电压UCB的变化使得基区宽度发生变化，此称之为基区宽度调制效应，于是放大区的特性曲线发生倾斜，将这些倾斜线向左延伸，交于UCE轴上的一点，此点电压称欧拉电压，记作UA。通常双极型管的欧拉电压约为100V以上。由晶体管的输出电阻的定义可得：