集成电路运算放大器中的电流源

图1

图2 常见形式

图3 等效符号

电流源是模拟集成电路中应用十分广泛的单元电路。它可以为放大电路提供稳定的偏置电流，或作为放大电路的有源负载，提高放大电路的增益。

根据电路理论的知识，我们知道电流源电路属于单口网络。电流源的端口电流具有恒流特性，即端口电流不随负载的变化而变化。用三极管BJT构成电流源时，只要使基极电流I_B保持不变，输出集电极电流也将保持恒定。

电流源电路

图1是一个分压式射极偏置电路，它的直流通路就是三极管构成的电流源电路。(点击右边图片中的三角按钮可观看动画。)

特别注意

电流源电路是单口网络，不再有输入信号，输出端口在集电极上。R_c作为电流源的负载，I_C也就是电流源的输出电流。

电流估算及动态电阻

由射极偏置电路静态工作点估算法可求出电流源的输出电流

由射极偏置电路输出电阻的求解过程可知，从电流源端口看进去的交流等效电阻为：

由BJT的H参数小信号模型可知，r_ce一般较大，达数百千欧。因此，电流源的交流等效电阻r_o（等效内阻）很大。由于R_c在电流源中已被看作负载，所以为方便起见，图1经常画成图2的形式。图3为等效符号。

电流源的特点

端口电流恒定，交流等效电阻大。

为了进一步提高电路的温度稳定性，可以对三极管进行温度补偿，相关电路请参见思考题。

www.55dianzi.com

镜象电流源

图1

镜象电流源可由三级管电流源演变而来，点击右图上的播放按钮可观看演变过程。

由于T₁和T₂的发射结并联在一起，当T₁、T₂的特性相同时，T₁对T₂有很好的温度补偿作用，可以大大提高电流源的温度稳定性。

电流估算

根据PN结的伏安特性可知，BJT发射结的电压V_BE和电流I_E的关系有:

由于两管的V_BE相同，所以他们的发射极电流和集电极电流均相等。电流源的输出电流，即T₂的集电极电流为

当b>>1时 

由上式可以看出，当R和V_CC确定后，基准电流I_REF也就确定了，I_C2也随之而定。我们把I_REF看作是I_C2的镜象，所以称为镜象电流源。

图2

提高镜象精度

在图1中，当b不够大时，I_C2与I_REF就存在一定的差别。为了减小镜象差别，在电路中接入BJT T₃，如图2动画所示。

利用T₃的电流放大作用，减小了I_B对I_REF的分流作用，从而提高了I_C2与I_REF互成镜象的精度。

镜象电流源电路适用于较大工作电流（毫安数量级）的场合，若需要减小I_C2的值（例如微安级），可采用微电流源电路。

微电流源

图1

　

为了减小I_C2的值，可在镜象电流源电路中的T₂发射极串入一电阻R_e2，如图1动画所示，便构成微电流源。由电路可得

[1] [2] [3]  下一页

本文关键字：集成电路  放大器  电路基础知识，电子学习 - 基础知识 - 电路基础知识