基本镜象恒流源原理

基本镜象恒流源原理

基本镜象恒流源电路改进一：

图6.2是带有缓冲级的基本镜象电流源,它是针对基本镜象电流源缺点进行的改进，两者不同之处在于增加了三极管T3，其目的是减少三极管T1、T2的IB对IR的分流作用，提高镜象精度，减少β值不够大带来的影响。

基本镜象恒流源电路改进二：

图6.3是带有发射极电阻的镜象电流源，其中Re1=Re2，两管的输入仍有对称性，所以

若此电路Re1不等于Re2，则IC2与（Re1、Re2）的比值成比例，因此，此电流源又称为比例电流源。

恒流源电路

4-20 ma电流环原理分析 最近接触到的传感器比较多，大多数接口信号为4-20ma的电流信号。于是查了一些资料，并不是太理想。以下是参考了一些网上的观点，结合自己的理解，写的东西。有不对的地方还请各位提出来，大家互相学习共同进步。 在工业现场，用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题：第一，由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；第二，传输线的分布电阻会产生电压降；第三，在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们用电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感。4～20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA 表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。 一般传感器会把一个物理信号利用电桥等转化为与之对应的电信号，比如电压或电流。下面以一个恒流源电路来分析电压信号怎么产生与负载无关的电流信号，当然要产生4-20ma的电流信号，则把电压信号利用放大电路进行变换之后肯定是能做到的。如果传感器直接出来的是电流信号，则可以先变为电压信号，再经过信号调理电路肯定还能转换到4-20ma的电流信号。当然变换过程中的关系别人不需要知道。但是自己得知道，上学期在做测量PH值信号好离子浓度信号的电路时我就是把中间的关系一步一步推出来，这样才能知道4ma的电流对应的物理量是多上，20ma的信号对应的物理量是多上。废话太多了，下面看看这个恒流源电路吧 这个电路叫郝兰德电路，是典型的电压电流转换电路。其特点是负载电阻有一端接地(恒流源通常有这个要求)，而取样电阻两端均不接地。之所以能够实现这个要求，关键就是上面一个运放和电阻的匹配。上面一个运放显然是跟随器，其输

什么是恒流源

什么是恒流源？ 恒流亦可叫稳流，意思相近，一般可以不加区别。与恒压的概念相比，恒流的概念就难于理解一些了，因为日常生活中恒压源是多见的，蓄电池、干电池是直流恒压电源，而220V 交流电，则可认为是一种交流恒压电源，因为它们的输出电压是基本不变的，是不随输出电流的大小而大幅变化的。 首先举例说明：一个恒定电流值调至1A 的，最高输出电压可达100V 的一个恒流电源，当你打开这个恒流源的电源开关时，你会看到电源的电压表和电流表显示什么数值呢？可以肯定的说：输出电压为100V ，输出电流为0A 。有人曾经这样问，你不是100V 1A 的恒流源吗？怎么输出不是100V 1A 呢？这里仍然要用欧姆定律来解释，理论上可以这样来计算，电源的输出电压 U=IR ，式中U 为输出电压，I 为输出电流，R 为负载电阻。 以下分5 种情况来说明： 如果电源为空载，R 可以用无穷大来表示，U=I* ∞，由于电源能输1A 的电流，如果电源电流为1A ，那么U=1A* ∞ = ∞，而电源电压最多只能输出 100V ，无疑电源只能输出其最大电压100V ，由于电源不能输出无穷大的电压，因而电流只能是很小很小的值，即电流输出为0A ，即I=U/R=100V/ ∞ =0A 。 如果负载电阻R=200 欧，那么又因电源只能输出100V ，因此电流只能为0.5A ，即I=U/R=100V/200R=0.5A 如果负载电阻R=100 欧，由于电源能输出100V ，就使得电流能达到1A ，即I=U/R=100V/100R=1A 此时输出电流正好达到电源的恒流值。 如果负载电阻继续减小，改为50 欧，如果根据公式I=U/R=100V/50R=2A. 但这里的关键是我们的电源是个恒流值为1A 的电源，因此此时的输出电流只能被强迫限制在1A 而不能为2A 因而输出电压只能被迫降到50V 而不能为100V 。这里仍然要符合欧姆定律，即U=IR=1A*50R=50V 如果负载电阻变为0 欧（即短路），那么由于输出电流只能为1A ，输出电压就只能为0V ，即U=I*R=1A*0R=0V 从以上5 个例子可以看出，如果负载电阻太大，使电源输出电流不能达到恒流值，那么恒流源的输出电压就会自动升到电源的最大输出电压，只有当负载电阻小到一定的程度，使电源输出电流达到恒流值，电源才真正处于恒流工作状态，随着负载电阻值的逐步减小，输出电压也按规律下降，以保持输出电流的恒定不变。这就是恒流的概念。

交流恒流源的原理和用途

交流恒流源原理与用途 一：原理 恒流亦可叫稳流，意思相近，一般可以不加区别。与恒压的概念相比，恒流的概念就难于理解一些了，因为日常生活中恒压源是多见的，蓄电池、干电池是直流恒压电源，而 220V 交流电，则可认为是一种交流恒压电源，因为它们的输出电压是基本不变的，是不随输出电流的大小而大幅变化的。 首先举例说明：一个恒定电流值调至 1A 的，最高输出电压可达 100V 的一个恒流电源，当你打开这个恒流源的电源开关时，你会看到电源的电压表和电流表显示什么数值呢?可以肯定的说：输出电压为 100V ，输出电流为 0A 。有人曾经这样问，你不是100V 1A 的恒流源吗?怎么输出不是 100V 1A 呢?这里仍然要用 欧姆定律来解释，理论上可以这样来计算，电源的输出电压 U=IR ，式中 U 为输出电压， I 为输出电流， R 为负载电阻。 交流恒流源原理与用途 以下分 5 种情况来说明： 如果电源为空载， R 可以用无穷大来表示， U=I* ∞，由于电源能输 1A 的电流，如果电源电流为 1A ，那么 U=1A* ∞ = ∞，而电源电压最多只能输出 100V ，无疑电源只能输出其最大电压 100V ，由于电源不能输出无穷大的电压，因而电流只能是很小很小的值，即电流输出为 0A ，即 I=U/R=100V/ ∞ =0A 。

如果负载电阻 R=200 欧，那么又因电源只能输出 100V ，因此电流只能为 0.5A ，即 I=U/R=100V/200R=0.5A 如果负载电阻 R=100 欧，由于电源能输出 100V ，就使得电流能达到 1A ，即 I=U/R=100V/100R=1A 此时输出电流正好达到电源的恒流值。 如果负载电阻继续减小，改为 50 欧，如果根据公式 I=U/R=100V/50R=2A. 但这里的关键是我们的电源是个恒流值为1A 的电源，因此此时的输出电流只能被强迫限制在 1A 而不能为 2A 因而输出电压只能被迫降到 50V 而不能为 100V 。这里仍然要符合欧姆定律，即 U=IR=1A*50R=50V 如果负载电阻变为 0 欧(即短路)，那么由于输出电流只能为 1A ，输出电压就只能为 0V ，即 U=I*R=1A*0R=0V 从以上 5 个例子可以看出，如果负载电阻太大，使电源输出电流不能达到恒流值，那么恒流源的输出电压就会自动升到电源的最大输出电压，只有当负载电阻小到一定的程度，使电源输出电流达到恒流值，电源才真正处于恒流工作状态，随着负载电阻值的逐步减小，输出电压也按规律下降，以保持输出电流的恒定不变。这就是恒流的概念。 交流恒流源原理与用途 总之，实际上无论是恒压电源，还是恒流电源，它们本质上都是一致的，它们的输出都是电压和电流，两个量中，电源只能控制其中的一个量，要么稳住电压，要么稳住电流，另一个量

三极管恒流源电路

三极管恒流源电路 恒流源的输出电流为恒定。在一些输入方面如果应用该电路则能够有效保护输入器件。比如RS422通讯中采用该电路将有效保护该通讯。在一定电压方位内可以起到过压保护作用。以下引用一段恒流源分析。 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： 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，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： 三极管射极偏压设计 范例1:

从左边看起:基极偏压 所以 VE=VB - 0.6=1.0V 又因为射极电阻是1K,流经射极电阻的电流是 所以流经负载的电流就就是稳定的1mA 范例2.

这是个利用稳压二极管提供基极偏压5.6V VE=VB - 0.6=0.5V 流经负载的电流 范例3. 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:

一种高电压小功率交流恒流源的设计

一种高电压小功率交流恒流源的设计 高　华　田蔚风 (上海交通大学电气工程与电子信息学院,上海200030) 摘　要　本文根据实际工作的需求,通过对电路原理的分析和元器件的选择,介绍了一种高电压小功率的交流恒流源的设计。 关键词　高电压;小功率;交流恒流源 在普通的电子线路中,很多电路需要低电压小功率恒流源;在电力系统中,很多线路需要用到高电压大功率的恒压源或者恒流源。但是在某些系统中,对系统电源有着特殊的要求,如在静电陀螺系统中,为了达到系统要求(最高输出电压为150V ,输出电流为mA 级,电流稳定度达到1%),设计了一种高电压小功率的交流恒流源[1 ]。 1　电路设计原理 电路采用稳压加稳流结构,主要由一个稳幅、稳 频的文氏正弦波发生器[2]、采样电路、反馈控制电路、升压器件、稳流电路和功率放大部件等组成,结构原理图如图1所示。 图1　恒流原理框图 取样电路是一只和负载直接串联的精密电阻,即图中的R L 。当由外界因素引起供电电流发生变化,电阻上的电压降也随之发生改变。这一变化的电压送到反馈控制电路与标准信号作比较,比较结果将影响到最终输出的电流值。比如当采样电阻上的电流增大时,电阻上的电压降增大,导致与标准信 号的比较结果减小,通过放大环节以后电压降低,促使电流下降。反之当电流减小时,会使比较结果增大,促使电流回升,从而达到稳定电流的目的。 由于采样电阻两端有很高的共模电压,所以不能采用普通方法取得此电压值。可以通过隔离放大器[3]取得采样电阻两端的电压。 反馈控制电路的核心是一只低功耗运放。运放的“-”输入端接取样电阻R L ,“+”输入端接参考电压。两输入端上的电压差即误差电压被运放放大后作为控制电压,送往功率调整组件,调整输出电压。 功率放大器件必需考虑耐压和最大耗散功率的问题。本稳流电源属高压小功率型,虽然电压较高,但是电流很小,功率较低,所以功率器件可以采用普通散热片降温。 调整功率后,通过升压器件将电压升高,由于运放和功率放大器件的输出电压仅10V 左右,但是电流较大,可以通过变压器提升电压。对于变压器,应尽量采用线性度较高的器件,同时,变压器的放大倍数应该比较高,这样可以提高整个控制通路的前向增益,加深系统反馈深度,提高整个电路的精度。 2　电路元器件的选择 对于功率器件可以采用功率管,甲乙类功率放 大模式来提升功率,要求线性度高,并且有足够的电流输出,电路中所用的电阻应该采用稳定良好的精密金属模电阻,电路中采用的放大器采用磁导率高的磁性材料自己绕制。集成运放应选用高增益、低漂移和低噪声并且频率特性好的运算放大器(如OP07,F5027等)。并且应选用正品,并经过老化处 理。隔离放大器应该选用隔离电压高,频率特性好 的器件,典型的有AD 公司的AD215[4] 。 　测量与设备　 ?42 　?计量技术20061No 9

几种简单的恒流源电路

几种简单的恒流源电路 恒流电路应用的范围很广，下面介绍几种由常用集成块组成的恒流电路。 1.由7805组成的恒流电路，电路图如下图1所示： 电流I＝Ig＋VOUT/R，Ig的电流相对于Io是不能忽略的，且随Vout，Vin及环境温度的变化而变化，所以这个电路在精度要求有些高的场合不适用。 2.由LM317组成的恒流电路如图2所示，I＝Iadj＋Vref/R（Vref＝1.25）,Iadj的输出电流是微安级的所以相对于Io可以忽略不计，由此可见其恒流效果较好。 3.由PQ30RV31组成的恒流电路如图3所示，I＝Vref/R(Vref＝1.25),他的恒流会更好，另外他是低压差稳压IC。

摘要：本文论述了以凌阳16位单片机为控制核心，实现数控直流电流源功能的方案。设计采用MOSFET和精密运算放大器构成恒流源的主体，配以高精度采样电阻及12位D/A、A/D转换器，完成了单片机对输出电流的实时检测和实时控制，实现了10mA～2000mA 范围内步进小于2mA恒定电流输出的功能，保证了纹波电流小于0.2mA，具有较高的精度与稳定性。人机接口采用4×4键盘及LCD 液晶显示器，控制界面直观、简洁，具有良好的人机交互性能。 关键字：数控电流源SPCE061A模数转换数模转换采样电阻 一、方案论证 根据题目要求，下面对整个系统的方案进行论证。 方案一：采用开关电源的恒流源 采用开关电源的恒流源电路如图1.1所示。当电源电压降低或负载电阻Rl降低时，采样电阻RS上的电压也将减少，则SG3524的12、13管脚输出方波的占空比增大，从而BG1导通时间变长，使电压U0回升到原来的稳定值。BG1关断后，储能元件L1、E2、E3、E4保证负载上的电压不变。当输入电源电压增大或负载电阻值增大引起U0增大时，原理与前类似，电路通过反馈系统使U0下降到原来的稳定值，从而达到稳定负载电流Il的目的。 图 1.1采用开关电源的恒流源 优点：开关电源的功率器件工作在开关状态，功率损耗小，效率高。与之相配套的散热器体积大大减小，同时脉冲变压器体积比工频变压器小了很多。因此采用开关电源的恒流源具有效率高、体积小、重量轻等优点。 缺点：开关电源的控制电路结构复杂，输出纹波较大，在有限的时间内实现比较困难。 方案二：采用集成稳压器构成的开关恒流源 系统电路构成如图1.2所示。MC7805为三端固定式集成稳压器，调节，可以改变电流的大小，其输出电流为： ，式中为MC7805的静态电流，小于10mA。当较小即输出电流较大时，可以忽略，当负载电阻变化时，MC7805改变自身压差来维持通过负载的电流不变。 图 1.2采用集成稳压器件的恒流源电路 优点：该方案结构简单，可靠性高 缺点：无法实现数控。 方案三：单片机控制电流源 该方案恒流源电路由N沟道的MOSFET、高精度运算放大器、采样电阻等组成，其电路原理图如图1.3所示。利用功率MOSFET 的恒流特性，再加上电流反馈电路，使得该电路的精度很高。

恒流源工作原理

恒流源工作原理 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，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）。

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LM358恒流恒压原理

LM358恒流恒压原理 图是由LM358放大器与精密电压调整器TL431构成的恒压、恒流控制电路。 变压器绕组N2感应电压经VD2整流，C2、L1、C3组成的π滤波电路，在C3上得到直流输出电压。 设置N1绕组的目的是当输出短路时IC1也能正常工作，以保证电路的安全。 恒压电路工作原理：U2、ICIB、R6、R7、VD4、R10、U1组成电压控制环路。U2（TL431）是精密电压调整器，阴极K与控制极R直接短路构成精密的2.5V基准电压。R4是U2的限流电阻。2.5V基准电压由电阻R5送到ICIB反相输入端（6脚）；而同相输入端（5脚）则由R6、R7的分压比来设定。若输出电压上升，则UR7电压也上升，该电压与反相端2.5V基准电压比较，7脚输出误差信号，再通过VD4和RIO变成电流信号，流入光耦中的LED，进而通过反馈控制网络控制一次侧PWM输出占空比，使输出电压工作在恒 压状态。 恒流电路工作原理：U2、IC1A、R1、R2、VD3、R10、U1组成电流控制环路。R1是输出电流取样电阻， 输出电流在R1上产生R1／IOUT的电压 降。该电压直接送到ICA的同相输入端（3脚），而2.5V基准电压则由R2、R3组成的分压电路，再 将分压电压送到反相输入端（2脚），输出电 流在R1上的电压降与2.5V基准电压分压电压进行比较，1脚输出误差信号，再通过VD3和RIO变成电流信号，改变光耦LED中的电流，进而通过反馈控制网络控制一次侧PWM输出占空比，使输出特性呈显恒流特图性。R8、C4、R9、C5分别是IC1A、ICIB的相位补偿元件。 采用由放大器组成的恒压、恒流控制电路，可实现很高的恒压与恒流精度。因图电路采用放大器形式，因此R1的电阻值可选为mΩ级，对电路转换效率基本无影响。

镜像电流源作偏置的差分放大器仿真报告

镜像电流源作偏置的差分放大器设计与仿真报告 一、仿真目的 1、熟悉差分放大器和镜像电流源的工作原理 2、学习镜像电流源作偏置的差分放大器的设计方法 3、熟悉Cadence的使用方法 二、电路原理 上图中，所有MOS管均采用0.35的工艺，由镜像电流源提供偏置，作为负载的镜像电流源由pMOS管组成，采用双端输入单端输出，输入信号幅度为正负0.5v。作为偏置的镜像电流源两管子的尺寸均为W=5u，L=2u，差分放大器的两根管子和作为负载的电流源的两 根管子的尺寸均为：W=0.7u，L=0.5u。电源电压为3v，差分放大器的直流偏置电压为2v。 三、仿真过程 1、直流仿真 首先，对电路进行直流仿真，看所有管子是否都处于饱和区，如果不在饱和区，则需要调整管子的尺寸和电路参数。下图是镜像电流源左边管子的直流参数，其它管子参数的查看方法类似：

从结果可以看出，region为2，表示管子处在饱和区，由vgs>vth,vds>vgs-vth也可以看出管子处在饱和区。其它管子通过通过同样的方法查看，都处在饱和区。 2、交流仿真 对电路进行交流仿真，其幅频特性曲线如下： 3、改变管子的宽长比，看其对电路的影响

其它参数不变，改变差分放大器的两个管子的宽长比，通过仿真看其对增益、带宽的影响,这里将管子的宽度设置为原来的10倍，即7u，首先进行直流仿真： 上图是放大器左边管子的直流参数，可以看出其处于饱和区。其它管子仍可以通过相同的方法查看，通过仿真，发现都处于饱和区。然后可以对其进行直流仿真，幅频特性曲线如下：

由仿真结果可看出，其增益变为大约28.4dB,3dB带宽大约为0.3GHz。可见增加管子的宽长比可以增大放大器的增益，但是同时带宽会减小。 4、保证管子原来的参数不变，改变放大器直流偏置电压 将放大器的直流输入电压减小到1v，先进行直流仿真，看各个管子是否工作在饱和区，如下： 上图是放大器左边管子的直流参数，可见其工作在饱和区，通过同样的方法查看其它管子的直流参数，发现都工作在饱和区。 然后对电路进行交流仿真，其幅频特性曲线如下：

关于恒流源电路的研究与几种设计方案

第一章引言 随着现代技术的发展,恒定电流源的应用将十分重要，如机器人、工业自动化、卫星通信、电力通讯、智能化仪器仪表以及其它数字控制等方面都迫切需要应用恒定电流器件，因此, 研究和开发恒流器件具有十分重要的意义。许多场合, 尤其是高精度测控系统需要高精度的电压源与电流源。微电子工艺的高度发展, 给我们提供了许多小型化、集成化的高精度电压源, 但电流源, 特别是工作电流大的高精度电流源仍需使用者自行设计实现。 恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源,因此恒流源的应用范围非常广泛,并且在许多情况下是必不可少的。例如在用通常的充电器对蓄电池充电时,随着蓄电池端电压的逐渐升高,充电电流就会相应减少。为了保证恒流充电,必须随时提高充电器的输出电压,但采用恒流源充电后就可以不必调整其输出电压,从而使劳动强度降低,生产效率得到了提高。恒流源还被广泛用于测量电路中,例如电阻器阻值的测量和分级,电缆电阻的测量等,且电流越稳定,测量就越准确。 本论文主要概括了恒流源的基本概念，并设计出几种不同要求的恒流源，运用了SPCE061A单片机设计出新型数控恒流源，具有高稳定性和高灵敏性。对以往恒流源进行了改进创新。 第二章基本恒流源电路 2.1恒流源基础知识 基本恒流源电路是恒流源电路的基本组成，是分析恒流源电路的基础。2.1.1恒流源介绍 恒流源,是一种能向负载提供恒定电流之电路.它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点,又可以作 为其有源负载,以提高放大倍数.并且在差动放大电路、脉冲产生电路中得到了广泛应用. 过一定的论述.然而,对各种恒流电路之对比分析,各自应用特点,以及需要改进的方面,还有待进一步研究,本文就来探 讨这些问题. 2.1.2恒流源的原理和特点

压控恒流源电路设计

压控恒流源电路设计 Last updated on the afternoon of January 3, 2021

3、电流源模块的选择方案 方案一：由晶体管构成镜像恒流源 一缺点在于，集电极最大输出电流约为几百毫安，而题目要求输出电流为200~2000mA，因此由晶体管构成的恒流源不适合采用。 方案二：由运算放大器构成恒流电路 运算放大器构成的恒流电路摆脱了晶体管恒流电路受限于工艺参数的缺点。但是只由运放构成的恒流电路，输出电流同样只能达到几十毫安，远远不能满足设计要求，因此必须加上扩流电路。采用运算放大器加上扩流管构成恒流电路，既能利用运算放大器准确的特性，输出又能达到要求。该电路的缺点之一在于电流的测量精度受到两个晶体管的匹配程度影响，其中涉及到比较复杂的工艺参数。 方案三：由运算放大器加上扩流管构成恒流电路 采用高精度运算放大器OP07，更能增加其准确的性能；采用达林顿管TP127进行扩流，具有很大的扩流能力，两者结合，可以实现比较精确的恒流电路。 鉴于上面分析，本设计采用方案三。 （3）恒流源电路的设计 恒流源电路如图所示。其中，运算放大器U3是一个反相加法器，一路输入为控制信号 V1，另一路输入为运放U1的输出反馈，R8是U3的反馈电阻。用达林顿管TIP122和TIP127组成推挽式电路，两管轮流导通。U2是电压跟随器，输入阻抗高，基本没有分流，因此流经R2的电流全部流入负载RL。U1是反相放大器，取R14＝R11时，放大 倍数为-1，即构成反相器。 针对运算放大器输出电流小的不足，该电路加了扩流电路。采 图恒流源部分电路 若U3的输入电压为Vin，根据叠加原理，有

恒流源电路工作原理

恒流源电路工作原理 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。

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： 三极管射极偏压设计 范例1: 从左边看起:基极偏压 所以V E=V B - 0.6=1.0V 又因为射极电阻是1K,流经射极电阻的电流是 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 V E=V B - 0.6= 5V 流经负载的电流 范例3. 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。 V E=V B + 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

镜像电流源

当前位置：首页〉基础内容学习〉双极型集成电路〉常用的电流源电路 1．基本镜像电流源 2.比例电流源 3.微电流源(Widlar电流源) 4. 威尔逊电流源 5.多路恒流源电路 常用的电流源电路 电流源电路是模拟集成电路中应用十分广泛的单元电路。对电流源的主要要求是： （1）能输出符合要求的直流电流； （2）输出电阻尽可能大； （3）温度稳定性好； （4）受电源电压等因素的影响小。 1．基本镜像电流源 基本镜像电流源电路如图3—35（a）所示。它由两个完全对称的NPN管(或PNP管)组成。图中，称为基准电流，若管子特性一致，即 流过R上的电流I R

则由图3—35(a)可知 若 ，则 ，I O 犹如是I R 的镜像，所以此电路称为镜像电流源或电流镜。 图3—35（a）所示电流源的伏安特性如图3—35（b）所示。为了保证电流源具有恒流特性，T2管必须工作在放大区，即U CE2 >U BE2≈0.7V(在图中A、B 两点之间)。设T2工作在q点,电流源输出端对地之间的直流等效电阻R DC =U CE2/I C2,其值很小，而 动态电阻R o 的值则很大。可见，直流电阻小、动态电阻大是电流源的突出特点。正是这一特点，使电流源得到广泛的应用。 返回页首

2.比例电流源 若在基本镜像电流源的T1、T2接入发射极电阻R 1和R 2 ，如图3—36（a）所示，就构成了比例电流 源。 由图3—36(a)可见 （3—92）又因为

（3—93）所以式(3—92)可写成 （3—94）在I C1 =(5~10)I C2范围内,一般满足 所以式(3—94)可近似为 (3—95) 显见，改变R 1与R 2 的比值，就可改变I与I R 的比值，故这种电路称为比例电流源。 在集成电路中，实现比例电流源的方法可通过改 T1 、 、T2管的发射区面积比来实现，而无需另外 制作电阻R 1和R 2 ，如图3—36（b）所示。 因为晶体管发射极电流与发射区面积成正比，即晶体管发射极电流可表示为 式中，W是基区宽度；N是基区杂质浓度；S E 是发射区面积。若T1 、 T2管的W、N相等，管子的β

恒流源

【转】微恒流源电路-恒流原理-三极管恒流源电路 2010-11-01 12:53 转载自fujianhuangjia 最终编辑fujianhuangjia 恒流源的输出电流为恒定。在一些输入方面如果应用该电路则能够有效保护输入器件。比如RS422通讯中采用该电路将有效保护该通讯。在一定电压方位内可以起到过压保护作用。以下引用一段恒流源分析。 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： 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，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： 三极管射极偏压设计 范例1:

从左边看起:基极偏压 所以 VE=VB - 0.6=1.0V 又因为射极电阻是1K,流经射极电阻的电流是 所以流经负载的电流就就是稳定的1mA 范例2. 这是个利用稳压二极管提供基极偏压5.6V VE=VB - 0.6=0.5V

流经负载的电流 范例3. 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:

常用的电流源电路

i g e R n U 则由图3—35(a)可知

若 ，则 ，I O 犹如是I R 的镜像，所以此电路称为镜像电流源或电流镜。 图3—35（a）所示电流源的伏安特性如图3—35（b）所示。为了保证电流源具有恒流特管必须工作在放大区，即U CE2>U BE2?0.7V(在图中A 、B 电流源输出端对地之间的直流等效电阻 U n e

（3 所以式(3—94)可近似为 (3显见，改变R 的比值，故这种电路称为比例电流源。在集成电路中，实现比例电流源的方法可通过改 T 1、、T 2）所示。 因为晶体管发射极电流与发射区面积成正比，即晶体管发射极电流可表示为 式中，W 是基区宽度；管子的b 足够大，则有 若取S E2=2S E1(图中用双发射极表示I o =2I R U i s t e r e d

3.微电流源(Widlar电流源) 在集成电路中,为了提供微安量级的恒定偏流,常采用图3—37所示的微电流源电路. 显见, 将图3—36（a ）中的电阻R 1短路，便构成了微电流源。由图可知 由式（3—93），并考虑到两管参数一致，即I ES1=I ES2,所以 上式可近似表示为 （3—96） 上式是一个超越方程，可用图解法或试探法求解。 【例3—6】 在图3—37 电路中，已知I R =1mA,R 2=5K W ,基极电流可忽略不计，求I o 。 解:用试探法求解。由式（3—96）得 26ln(1/I o )—5I o =0 设I o =15m A=0.015mA ，代入上式 109.2—7510 说明对数项过大。再试，设I o =20m A=0.02mA,得 U n R e g i s t e r e d

压控恒流源电路设计

3、电流源模块的选择方案 方案一：由晶体管构成镜像恒流源 一缺点在于，集电极最大输出电流约为几百毫安，而题目要求输出电流为200~2000mA，因此由晶体管构成的恒流源不适合采用。 方案二：由运算放大器构成恒流电路 运算放大器构成的恒流电路摆脱了晶体管恒流电路受限于工艺参数的缺点。但是只由运放构成的恒流电路，输出电流同样只能达到几十毫安，远远不能满足设计要求，因此必须加上扩流电路。采用运算放大器加上扩流管构成恒流电路，既能利用运算放大器准确的特性，输出又能达到要求。该电路的缺点之一在于电流的测量精度受到两个晶体管的匹配程度影响，其中涉及到比较复杂的工艺参数。 方案三：由运算放大器加上扩流管构成恒流电路 采用高精度运算放大器OP07，更能增加其准确的性能；采用达林顿管TP127 进行扩流，具有很大的扩流能力，两者结合，可以实现比较精确的恒流电路。 鉴于上面分析，本设计采用方案三。 （3）恒流源电路的设计 恒流源电路如图8.15 所示。其中，运算放大器U3 是一个反相加法器，一路输入为控制信号V1，另一路输入为运放U1 的输出反馈，R8 是U3 的反馈电阻。用达林顿管TIP122 和TIP127 组成推挽式电路，两管轮流导通。U2 是电压跟随器，输入阻抗高，基本没有分流，因此流经R2 的电流全部流入负载RL。U1 是反相放大器，取R14＝R11 时，放大 倍数为-1，即构成反相器。 针对运算放大器输出电流小的不足，该电路加了扩流电路。采 图8.15 恒流源部分电路 若U3 的输入电压为Vin，根据叠加原理，有

由U2 的电压跟随特性和U1 的反相特性，有 代入得到 即流经R7 的电流完全由输入控制电压Vin 决定 由于U2 的输入端不取电流，流经负载RL 的电流完全由输入控制电压Vin 决定，实现了压控直流电流源的功能。由于R7 中流过的电流就是恒流源的输出电流，按照题目要求，输出的直流电流需要达到2A，这里采用康锰铜电阻丝作为电阻R7。 2压控恒流源电路设计 压控恒流源是系统的重要组成部分，它的功能是用电压来控制电流的变化，由于系统对输出电流大小和精度的要求比较高，所以选好压控恒流源电路显得特别重要。采用如下电路：电路原理图如图8.5 所示。该恒流源电路由运算放大器、大功率场效应管Q1、采样电阻R2、负载电阻RL 等组成。 图8.5 压控恒流源原理图 电路中调整管采用大功率场效应管IRF640。采用场效应管，更易于实现电压线性控制电流，既能满足输出电流最大达到2A 的要求，也能较好地实现电压近似线性地控制电流。因为当场效应管工作于饱和区时，漏电流Id 近似为电压Ugs 控制的电流。即当Ud 为常数时，

lm358恒流源电路

lm358恒流源电路 lm358电路原理图 LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。 红外线探测报警器 该报警器能探测人体发出的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室 等比较重要场合防盗报警。

该装置电路原理见图1。由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、延时电路和音响报警电路等组成。红外线探测传感 器IC1探测到前方人体辐射出的红外线信号时，由IC1的②脚输出微弱的电信号，经三极管VT1等组成第一级放大电路放大，再通过C2输入到运算放大器IC2中进行高增益、低噪声放大，此时由IC2①脚输出的信号已足够强。IC3作 电压比较器，它 的第⑤脚由R10、VD1提供基准电压，当IC2①脚输出的信号电压到达IC3的⑥脚时，两个输入端的电压进行比较，此时IC3 的⑦脚由原来的高电平变为低电平。IC4为报警延时电路，R14和C6 组成延时电路，其时间约为1 分钟。当IC3的⑦脚变为 低电平时，C6通过VD2放电，此时IC4的②脚变为低电平，它与IC4的③脚基准电压进行比较，当它低于其基准电压时， IC4的①脚变为高电平，VT2导通，讯响器BL通电发出报警声。人体的红外线信号消失后，IC3的⑦脚又恢复高电平输出， 此时VD2截止。由于C6两端的电压不能突变，故通过R14向C6缓慢充电，当C6两端的电压高于其基准电压时，IC4的① 脚才变为低电平，时间约为1分钟，即持续1分钟报警。 由VT3、R20、C8组成开机延时电路，时间也约为1 分钟，它的设置主要是防止使用者开机后立即报警，好让使用者有 足够的时间离开监视现场，同时可防止停电后又来电时产生误报。 该装置采用9－12V直流电源供电，由T降压，全桥U整流，C10滤波，检测电路采用IC5 78L06供电。本装置交直流 两用，自动无间断转换。

1628407007-张谦-镜像电流源

电流镜课程研究报告 姓名：张谦班级：集成电路设计与集成系统学号：1628407007 一、研究背景 模拟集成电路是军、民用信息化系统的关键技术之一。常见的模拟集成电路通常有如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电流源管理芯片等。模拟集成电路的主要构成电路有：放大器、滤波器、反馈电路、基准源电路、开关电容电路等。模拟集成电路的基本电路包括电流源、单级放大器、滤波器、反馈电路、电流镜电路等，由它们组成的高一层次的基本电路为运算放大器、比较器，更高一层的电路有开关电容电路、锁相环、ADC/DAC等。[11]电流镜在模拟集成电路中是核心模块之一，目前，在差分运放电路及各种数据转换和信号处理电路中都广泛地应用到了电流镜技术[1]。在模拟集成电路要求较高的场合，精度是决定电流镜性能的重要参数之一；但随着工艺尺寸的减小，由于沟道长度调制效应，电流镜电流匹配精度变低；根据采用的集成工艺，电流镜可分为双极型和MOS电流镜。由于MOS 工艺具有比双极型工艺更高的集成度，因此COMS电流镜一直占主导地位。本文将在介绍传统电路的基础上，提出较高精度的电流镜电路架构，使得随着工艺尺寸的减小所带来的偏差能够很大程度减小，满足电路对高精度的要求。 二、基本镜像电流源原理 基本镜像电流源电路如图1所示。晶体管T1、T2参数完全相同，β1=β2，I CEO1=I CEO2，由于两管具有相同的基—射极间电压，（V BE1=V BE2），故I E1=I E2，I C1=I C2。当β较大时，基极电流I B可以忽略，所以T2的集电极电流I C2近似等于基准电流I REF，即 I C2≈I REF=(V CC-V BE)/R≈V CC/R[10] 由上式可以看出，当R确定后，I REF就确定了，I C2也随I REF而定。我们可以把I C2看作是I REF的镜像，所以称为镜像电流源。 三、MOS电流镜 VCC 2I B I C2 I REF I C1 图1

恒流源

恒流源 一、恒流源的简单介绍： 1、简单的认识：与恒压的概念相比，恒流的概念似乎难于理解一些，因为在我们的日常生活中恒压源是多见的，蓄电池、干电池就是直流恒压电源，而220V 交流电，则可认为是一种交流恒压电源，因为它们的输出电压是基本不变的，是不随输出电流的大小而大幅变化的。 恒流源其实与恒压源原理一致，恒流源能够稳定输出电流，恒压源能够稳定输出电压；理想的恒流源其内电阻为无穷大，但实际中的恒流源内电阻不为无穷大，如果负载电阻接近恒流源的内电阻，那么它便失去了恒流的特性，所以在设计过程中尽量使其内电阻大些，最好接近理想的恒流源。 2、举例说明：恒流源就是一个能输出恒定电流的电源。图1中的r是电流源IC的内阻，RL 为负载电阻，根据欧姆定律：流过RL的电流为I=IS(r/r+RL),如果r很大如500K，那么此时RL在1K---10K变化时，I将基本不变（只有微小的变化）因为RL相对于r来说太微不足道了，此时我们可以认为IS是一个恒流源。为此我们可以推出结论：恒流源是一个电源内阻非常大的电源，但负载电阻的变化是有一定范围的。 图1 二、三极管的恒流特性： 1、输出特性曲线说明 从三极管特性曲线可见，工作区内的IC受IB影响，而VCE对IC的影响很小。 因此，只要IB值固定，IC也就可以固定。 输出电流IO即是流经负载的IC。 公式： {VBE的值硅管0.7V，锗管0.3V}

2、在设计中的应用 在电子电路中（如晶体管放大器电路）我们常需要一些电压增益较大的放大器，为此常要将晶体管集电极的负载电阻设计得尽量大，但此电阻太大将容易使晶体管进入饱和状态，此时我们可利用晶体三极管来代替这个大电阻，这样一来既可得到大的电阻，同时直流压降并不大。 3、图形说明 图二 三极管工作在放大区，集电极电流IC为一恒定值，图二中的二极管是用来补偿三极管的U BE随温度变化对输出电流的影响。 式推理： 仿真图

镜像恒流源基本电路

镜像恒流源基本电路 如图所示为镜像恒流源的基本电路，其中VT1，VT2是匹配对管。由图可知 Ir=Ic2+IB1+IB2 由于VT1，VT2是对称的，它们的集电极电流与基极电流分别相等，所以有 当Ir确定后，该恒流源的输出电流Io也确定了。当β足够大时，Io≈Ir，即输出电流近似等于参考电流，所以该电路常称为电流镜电路。

基本恒流源电路（电流反射镜电路） 2010-02-10 10:56:07| 分类：微电子电路| 标签：电流电路晶体管二极管输出|字号大中小订阅 ( 构成恒流源电路的基本原则是什么？对于用作为参考支路（输入级）的器件有何要求？对于输出级 的器件有何要求？) 作者：Xie M. X. (UESTC，成都市) （1）构成恒流源电路的基本原则： 恒流源电路就是要能够提供一个稳定的电流以保证其它电路稳定工作的基础。即要求恒流源电路输出恒定电流，因此作为输出级的器件应该是具有饱和输出电流的伏安特性。这可以采用工作于输出电流饱和状态的BJT 或者MOSFET来实现。 为了保证输出晶体管的电流稳定，就必须要满足两个条件：①其输入电压要稳定——输入级需要是恒压源；②输出晶体管的输出电阻尽量大（最好是无穷大）——输出级需要是恒流源。 （2）对于输入级器件的要求： 因为输入级需要是恒压源，所以可以采用具有电压饱和伏安特性的器件来作为输入级。一般的pn结二极管就具有这种特性——指数式上升的伏安特性；另外，把增强型MOSFET的源-漏极短接所构成的二极管，也具有类似的伏安特性——抛物线式上升的伏安特性。 在IC中采用二极管作为输入级器件时，一般都是利用三极管进行适当连接而成的集成二极管，因为这种二极管既能够适应IC工艺，又具有其特殊的优点。对于这些三极管，要求它具有一定的放大性能，这才能使得其对应的二极管具有较好的恒压性能。 （3）对于输出级器件的要求： 如果采用BJT，为了使其输出电阻增大，就需要设法减小Early效应（基区宽度调制效应），即要尽量提高Early电压。 如果采用MOSFET，为了使其输出电阻增大，就需要设法减小其沟道长度调制效应和衬偏效应。因此，这里一般是选用长沟道MOSFET ，而不用短沟道器件。 （4）基本恒流源电路示例：