恒电流源电路

一、恒流源电路:晶体管和场效应管除了作为放大管外,还可以构成电流源电路,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,从而提高放大电路的放大能力。


二、基本电流源电路:镜像电流源比例电流源微电流源基本电流源一般都要求放大倍数足够大

(1)、镜像电流源:电流较大时,功耗损耗较大;而且电阻R不利于集成化。

(2)、比例电流源:具有负反馈电阻,因此输出电流具有更高的温度稳定性。

(3)、微电流源:可以获得较小的输出电流。

三、改进型电流源电路:加射极输出器的电流源威尔逊电流源改进型电流源的没有放大倍数的具体要求

四、多路电流源电路:


五、以电流源为有源负载的放大电路:

在集成运放的共射(共源)放大电路中,常用电流源电路取代集电极电阻(漏极电阻),这样在电源电压不变的情况下,既可获得合适的静态电流,对于交流信号,又可以得到很大的等效集电极电阻(漏极电阻),提高了放大电路的放大倍数。由于晶体管或MOS管是有源元件,因此由其组成的电流源负载称为有源负载

注:有源负载共射放大电路、有源负载差分放大电路。

 

### 将受控电流源等效为功率模型的方法 在电路分析中,将受控电流源等效为功率模型是一种常见的简化方法。这种方法的核心在于保持功率不变的情况下重新定义电路元件的行为模式。 #### 1. 基本概念 功率模型意味着无论负载如何变化,系统的输出功率始终保持定。对于一个受控电流源 \( I_s \),如果它产生的功率为 \( P_c \),则可以通过以下关系将其转化为功率模型: \[ P_c = V \cdot I_s \] 其中: - \( V \) 是跨接在该电流源两端的电压, - \( I_s \) 是由外部条件决定的受控电流值。 为了实现这种转化,可以引入一个新的变量来表示功率特性下的电流或电压行为[^3]。 --- #### 2. 转化公式推导 假设已知当前受控电流源的工作状态满足一定的约束条件,则有如下两种情况讨论: ##### (a) 已知固定功率 \( P_c \) 当目标是维持固定的输出功率时,可以根据实际需求调整电流或者电压参数。具体表达式可写成: \[ I_{eq} = \frac{P_c}{V} \quad 或者 \quad V_{eq} = \frac{P_c}{I_s} \] 这里需要注意的是,在任何时刻都应确保分母不为零以免造成数值不稳定现象发生[^4]。 ##### (b) 动态平衡条件下 如果系统内部存在动态反馈机制调节输入信号强度从而影响最终输出效果的话, 则需要进一步考虑时间维度上的连续性以及稳定性问题: 设瞬时功率函数形式为\( p(t)=v(t)\times i(t) \), 那么理想化的功耗装置应当始终满足\(\int_0^\infty |p(t)-C|^2 dt=0\) 的准则(C代表常数)[^5]. --- #### 3. 实现方式举例说明 下面给出一段简单的Python代码用于模拟这一过程中的计算逻辑: ```python def convert_to_constant_power(voltage, current_controlled_source_value, power_target): """ Converts a controlled current source into an equivalent constant-power model. Parameters: voltage (float): Voltage across the terminals of the device. current_controlled_source_value (float): Value from the controlling mechanism. power_target (float): Targeted output power level. Returns: float: Equivalent current under constant-power assumption. """ if abs(voltage) < 1e-8: raise ValueError("Voltage cannot be zero to avoid division by zero.") return power_target / voltage # Example usage: if __name__ == "__main__": v_example = 12.0 # Volts is_example = 3.0 # Amperes as initial condition Pc_example = 48.0 # Watts iequiv = convert_to_constant_power(v_example, is_example, Pc_example) print(f"Equivalent Current for Constant Power Model: {iequiv:.2f} A") ``` 此脚本能帮助验证理论公式的准确性并提供直观的结果展示[^6]. ---
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