电流源电路
在集成电路的制作工艺中,在硅片上制作各种类型的晶体管比制作电阻容易的多,所占用的硅片面积也小的多,所以集成电路中的三极管除了作放大管外,大量的被用作恒流源或有源负载,为放大管提供合适的静态工作点及提高放大器的放大倍数。下面先来介绍集成电路中的恒流源和有源负载电路。
基本电流源电路
1.镜像电流源电路
如图7-2-1所示的电路就是典型的镜像电流源电路。

该电路的工作原理是:在电路完全对称的情况下,电阻R上的电流IR可作为电路的基准电流,根据节点电位法可得该电流的表达式为:

在β»2的条件下,移项整理可得

由上式可见,当Vcc和R的数值确定之后,三极管T0的集电极电流有确定的值IR。因电路的对称性,三极管T1集电极的电流与三极管T0集电极电流成镜像关系,也随着有确定的值IC。
镜像电流源电路结构简单,应用广阔,但存在着IC大时,电阻R上的功耗也大的缺点。改进的方法是在两三极管的发射极上增加电阻Re,使镜像电流的关系变成比例的关系,组成比例电流源电路。
2.比例电流源电路
比例电流源电路如图7-2-2所示。

该电路的工作原理是:由电路的结构可知

根据三极管的电流方程
可得


根据T0和T1的对称性可得

将上式代入式7-2-2中可得:

当β»2时,有IC0≈IE0≈IR,IC1≈IE1,将这些关系代入上式可得

在一定的范围内,IR≈IC1,上式中的对数项可忽略,则

与7-2-1式相比可得,在相同IC1的情况下,可以用较大的R,以减少IR的值,降低R的功耗。同时Re0和Re1是两个三极管的发射极电阻,引入电流负反馈,使两三极管的输出电流更加稳定。
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