模电电流源相关知识总结

模电书版本为第五版：

一、基本电流源

1、镜像电流源

电路图：

                                        

电路图很好理解，T0和T1两个晶体管参数相近，即当施加相同的Ube时，对应的Ic也相同。

可用图中的电阻R来控制电流源的电流。

计算公式：Ic=（β/(β+2)）*IR

镜像电流源有一定的温度补偿作用：

2、比例电流源

电路图：

                                        

产生原因：镜像电流源在要求Ic1很大的时候，对应的IR也很大，即功耗和发热都严重，所以诞生思路：用较小的IR控制较大的Ic1，即比例电流源。

计算公式：Ic1=（Re0/Re1）*IR

3、微电流源

电路图：

                                        

说明：要求Ic1很小，上图中：Ubeo=Ubeo+IE1*Re，可算IE1，而Ubeo和Ubeo接近。

公式：Ic1=（UT/Re）*ln（IR/Ic1）

 

二、改进型电流源

上述三种电流源的公式推导都是忽略了基极电流（此时认为IR=Ic0），而实际中，如果在基本电流源中采用横向PNP型管，则β只有几倍到几十倍。那么此时就需要设计一个电路：要求尽量减小IB0和IB1的影响，提高输出电流和基准电流的传输精度，稳定输出电流，则诞生了改进型电流源电路：

1.加射极输出器的电流源

电路图：

                                        

说明:实际电路中，为避免T2管因工作电流过小而引起β的减小，从而使IB2增大，一般在T2管的发射极上接一个适当阻值的电阻Re2，产生电流IE2'(＝UBE/Re2)，使IE2适当增大。这时，只要R2取值适当，与未加Re2前相比，IB2也不一定会增大(因为β增大了)。

2.威尔逊电流源

电路图：

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威尔逊电流源除了改善β外，还引入了负反馈，具体分析如下：

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三、电流源应用：

电流源大体分为两种用法：利用了恒流的性质和当有源负载（即电阻很大），这里主要介绍以电流源为有源负载的放大电路：

1、有源负载共射放大电路：

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其交流等效电路图为：

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上面的电流源为什么可以等效为Rce2呢，可以对上面的电流源再次进行等效:

 求电流源的等效电阻即可，等效的rce取值大概在几百千欧，可以近似认为阻值固定不变。

2、有源差分放大电路：

 

四、 F007内部电路图

 

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注意:

分析输入级可以关注下输入形式

在偏置电路中，R5控制了两个电流源。

T5，T6和T7作为了T3，T4的有源负载。

还可以分析下对共模的抑制，差模的放大。

 

下面给出两个题，注意体会为什么集成运放会有虚短虚断的情况:

题一:(体会虚断)

 题二:(体会虚短)

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 个人体会:

虚断是因为内部存在电流源，设定的基准电流较小，则在集成运放中，向外部电信号索取的电流就较小，计算出来的基极电流大致在微安级别。

虚短是因为输入端的差分放大电路的两个三极管完全对称，因为集电极电流相同，则基极电流也相同，就会造成两个基极电压完全相同。

在集成电路中，两个参数相同的三极管是很容易被制造的。