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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:
所以 VE=VB - 0.6=1.0V
所以流经负载的电流就就是稳定的1mA新艺图库
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
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。