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恒流电路

已有 2628 次阅读| 2010-9-15 13:22

恒流电路有很多场合不仅需要场合输出阻抗为零的恒流源,也需要输入阻抗为无限大的恒流源,以下是几种单极性恒流电路:

 

 

类型1:

特征:使用运放,高精度

输出电流:Iout=Vref/Rs

 

  

 

类型2:

特征:使用并联稳压器,简单且高精度

输出电流:Iout=Vref/Rs

检测电压:根据Vref不同(1.25V或2.5V)

 

 

 

 

 

类型3:

特征:使用晶体管,简单,低精度

输出电流:Iout=Vbe/Rs

检测电压:约0.6V

 

类型4:

特征:减少类型3的Vbe的温度变化,低、中等精度,低电压检测

输出电流:Iout=Vref/Rs

检测电压:约0.1V~0.6V

 

类型5:

特征:使用JEFT,超低噪声

输出电流:由JEFT决定

检测电压:与JEFT有关

 

其中类型1为基本电路,工作时,输入电压Vref与输出电流成比例的检测电压Vs(Vs=Rs×Iout)相等,如图5所示,

 

 

 

                  图5

注:Is=IB+Iout=Iout(1+1/hFE)其中1/hFE为误差

若输出级使用晶体管则电流检测时会产生基极电流分量这一误差,当这种情况不允许时,可采用图6所示那样采用FET管

 

 

图6

Is=Iout-IG

类型2,这是使用运放与Vref(2.5V)一体化的并联稳压器电路,由于这种电路的Vref高达2.5V,所以电源利用范围较窄

类型3,这是用晶体管代替运放的电路,由于使用晶体管的Vbe(约0.6V)替代Vref的电路,因此,Vbe的温度变化毫无改变地呈现在输出中,从而的不到期望的精度

类型4,这是利用对管补偿Vbe随温度变化的电路,由于检测电压也低于0.1V左右,应此,电源利用范围很宽

类型5,这是利用J-FET的电路,改变Rgs 可使输出电流达到漏极饱和电流IDSS,由于噪声也很小,因此,在噪声成为问题时使用这种电路也有一定价值,在该电路中不接RGS,则电流值变成IDSS,这样,J-FET接成二极管形式就变成了“恒流二极管”

  以上电路都是电流吸收型电路,但除了类型2以外,若改变Vref极性与使用的半导体元件,则可以变成电流吐出型电路。

恒流源是输出电流保持不变的电流源,而理想的恒流源为:

a)不因负载(输出电压)变化而改变。
b)不因环境温度变化而改变。
c)内阻为无限大。

          
 

恒流源之电路符号:

 

      理想的恒流源            实际的流源


理想的恒流源,其内阻为无限大,使其电流可以全部流出外面。实际的恒流源皆有内阻R。

三极管的恒流特性:

 
从三极管特性曲线可见,工作区内的IC受IB影响,而VCE对IC的影响很微。
因此,只要IB值固定,IC亦都可以固定。

输出电流IO即是流经负载的IC。


电流镜电路Current Mirror:838电子 
电流镜是一个输入电流IS与输出电流IO相等的电路:


Q1和Q2的特性相同,即VBE1 = VBE2,β1 = β2。

 

优点:
三极管之β受温度的影响,838电子但利用电流镜像恒流源,不受β影响,主要依靠外接电阻R经
Q2去决定输出电流IO(IC2 = IO)。

例:

三极管射极偏压设计
范例1: 
 
从左边看起:基极偏压

所以 VE=VB - 0.6=1.0V

又因为射极电阻是1K,流经射极电阻的电流是
 

所以流经负载的电流就就是稳定的1mA新艺图库
 

范例2. 
  
 

这是个利用稳压二极管提供的基极偏压5.6V

VE=VB - 0.6= 5V

流经负载的电流


范例3.


 
这个例子有一点不同:利用PNP三极管供应电流给负载电路.首先,利用二极管0.6 V的压降,提供8.2 V基极偏压(10 – 3 x 0.6 = 8.2). 4.7 K电阻只是用来形成通路,而且不希望(也不会)有很多电流流经这个电阻。

VE=VB + 0.6=8.8V

PNP晶体的560欧姆电阻两端电位差是1.2V, 所以电流是2mA
 
晶体恒流源应用注意事项
如果只用一个三极管不能满足需求,可以用两个三极管架成: 
 
或是 
 
也可以是 
 
请您注意:恒流源是一个二端子的零件.市面上也有“稳流二极管” (current regulating diode, CRD)供小电流应用.大电流应用时,可以用IC稳压器串联电阻,或是使用MOSFET的方法。


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发表评论 评论 (1 个评论)

回复 xufuhong2010 2010-9-17 20:28
总结比较全面,多谢:loveliness:

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