2022-2023学年高二物理竞赛课件：集成运放中的电流源电路

集成运放中的电流源电路 2 集成运放中的电流源电路 1　基本电流源电路 2　改进型电流源电路 3　多路电流源电路 4　以电流源为有源负载的放大电路 　　集成运放电路中的晶体管和场效应管，除了作为放大管外，还构成电流源电路，为各级提供合适的静态电流；或作为有源负载取代高阻值的电阻，从而增大放大电路的电压放大倍数。本节将介绍常见的电流源电路以及有源负载的应用。 3 镜像电流源 1　基本电流源电路 一、镜像电流源 +Vcc R 2IB IB0 IB1 IC1 IR IC0 T1 T0 所以：IB0= IB1= IB，IC0 = IC1= IC= IB 。 使IC0和IC1呈镜像关系。 电路： T0与T1特性一致， 0 = 1=  ；  T0与T1工作在放大状态。 因为：UBE0=UBE1， 0 = 1= ； 工作原理：  IC1为输出电流。 4 +Vcc R 2IB IB0 IB1 IC1 IR IC0 T1 T0 电阻R中的电流为基准电流： 当>>2时，输出电流 ↗ IC1↑ T(℃) ↑ ↘ IC0↑→ IR↑→UR(IRR) ↑→UB↓→IB↓→ IC1↓ 镜像电流源具有一定的温度补偿作用： 存在问题： 当IC较小时，需R大，集成电路中难以制造大的R。 当IC较大时，R的功耗将增大，集成电路应当避免。 5 二、比例电流源 +Vcc R IB0+IB1 IB0 IB1 IC1 IR IC0 T1 T0 Re0 Re1 IE0 IE1 电路： T0与T1特性一致， 0 = 1=  ；  T0与T1工作在放大状态有反馈电阻Re； 工作原理：  IC1为输出电流， 6 比例电流源 当>>2时，IC0≈IE0≈IR ， IC1 ≈ IE1，所以 +Vcc R IB0+IB1 IB0 IB1 IC1 IR IC0 T1 T0 Re0 Re1 IE0 IE1 0 比例电流源比镜像电流源的输出电流IC1具有更高的温度稳定性！（Re0和Re1是电流负反馈电阻）。 且Re0  IC1  7 微电流源 三、微电流源 +Vcc R IB0+IB1 IB0 IB1 IC1 IR IC0 T1 T0 Re IE1 为了采用阻值较小的电阻，获得较小的输出电流IC1，可以将比例电流源中Re0的阻值减小到零微电流源。 电路： 工作原理： 式中（UBE0－ UBE１）只有几十毫伏，甚至更小，因此只要几千欧的Re，就可得到几十微安的IC1。 8 2　改进型电流源电路 改进的目的： 减小基极电流的影响，提高输出电流与基准电流的传输精度，稳定输出电流。 微电流源： 比例电流源： 镜像电流源： 较小时，误差增大，需改进电路。 9 +Vcc R IB2 IB0 IB1 IC1 IR IC0 T1 T0 T2 IE2 一、加射极输出器的电流源 电路： T0、T1 、 T2特性一致， 0 = 1= 2 ；  T2：射极输出器；  IC1为输出电流。UBE0=UBE1，IB1= IB0= IB IC1 =IC0 。 利用T2管的电流放大作用，减小了基极 电流IB0和IB1对基准电流IR的分流。 工作原理： 即使很小，也可以认为IC1≈IR ， IC1与IR保持很好的镜像关系。 10 二、威尔逊电流源 +Vcc R IB2 IC1 IR IC0 T1 T0 T2 IE2 IC2 2IB A B 电路： T0、T1 、 T2特性一致， 0 = 1= 2 ；  T1的rce是T2的发射极电阻Re ；  IC2为输出电流。UBE0=UBE1， IC1 =IC0 =IC 。 工作原理： 因为rce1非常大，所以可使IC2高度稳定。 当β很小时，IC2受基极电流影响也很小。 11 3　多路电流源电路 1. 基于比例电流源的多路电流源 R IC1 IR IC0 T1 T0 Re0 Re1 IE0 IE1 IC２ T２ Re2 IE2 IC３ T３ Re3 IE3 利用一个基准电流去获得多个不同的输出电流，以适应各级静态电流的需要。 基准电流：IR 三路输出电流： IC1、 IC2 、 IC3 当IE0确定后，各级只要选择合适的电阻，就可以得到所需的各级电流。 根据所需静态电流，来选取发射极电阻的数值。 12 2.多集电极管构成的多路电流源 根据所需静态电流，来确定集电区面积。 设三个集电区的面积分别为S0、S1、S2，则 $