tc40107p前面第4和第5章所討論的bjt和fet放大電路中,靜態工作點一般是利用外接電阻元件來建立的。但在集成電路中制造一個三端器件比制造一個電阻所占用的面積小,也比較經濟,因而采用bjt或fet制成電流源。所謂電流源是指電流恒定的電源。實際上,理想電流源是不存在的c所幸的是,我們在第4章和第5章分別討論的三端器件bjt和fet,它們的輸出特性在放大區內具有近似恒流的特性,其動態輸出電阻值均很高,因而可以直接利用或稍加改進,即可獲得多種較好的電流源,以使模擬集成電路能獲得穩定直流偏置。

下面分別討論由這兩種器件構成的電流源。

bjt電流源電路,鏡像電流源,電路如圖6.1.1a所示,設tl、t2的參數全同,即b1=b2,rceol=rceo2,由于兩管具有相同的基一射極間電壓(7m=ye2),所以rm=je2,rcl=rc2。當bjt的卩較大時,基極電流j:可以忽略,所以t2的集電極電流rc2近似等于基準電流jref,即

jor=r    (6.1.1)

由上式可以看出,當r確定后,rref就確定了,ic2也隨之而定,常將jc2看作是jref的鏡像,所以稱圖6.1.1a為鏡像電流源。圖6.1.1b是它的代表符號,ro=uro為電流源的動態輸出電阻(圖中未畫出),也稱為小信號電阻。圖6.1.1c為電流源的輸出特性jc2=r(uce2)。由圖可知,輸出特性的電流在一定范圍內是恒定的,其斜率的倒數為動態輸出電阻,即rc2=rref

ycc~ye~(u/ee) ycc+yee

ro =aic2-avce2

此外,由于t1管對t2管具有溫度補償作用,rc2的溫度穩定性也較好。但jref受電源變化的影響大,故要求電源十分穩定。

鏡像電流源電路適用于較大工作電流(毫安數量級)的場合。若需減少rc2的值(例如微安級),必要求r的值很大,這在集成電路中難以實現。因此,圖6.1.1 鏡像電流源,(a)電路圖 (b)代表符號 (c)輸出特性.

u1ro=ui,可用范圍1=ce2,需要研究改進型的電流源。

微電流源,圖6.1.2是模擬集成電路中常用的一種電流源。與圖6.1.1相比,在t2的

射極電路接入電阻re2。當基準電流iref一定時,fc2可確定如下:

因為7e1-ye2=Δye=je2rc2

所以fo=fc≈fe=ui(613)

由式(6.1.3)可知,利用兩管基一射極電壓,差Δue(約幾十毫伏)可以控制輸出電流rc2。由于Δ/e的數值小,故用阻值不大的re2即可獲得微電流源,微小的工作電流,稱為微電流源。該電路由于t1、t2是對管,兩管基極又連在一起,當+uc、-ym、r和re2為已知時,基準電流fref≈(v/cc+ue)/r,在7e1、u/e2為一定值時,rc2也就確定了;在電路中,當電源電壓7cc和-ue發生變化時,jref以及Δye也將發生變化,由于re2的值一般為數千歐,使ye2((u/e1,以至t2的ye2值很小而工作在輸人特性的彎曲部分,則rc2的變化遠小于iref的變化,故電源電壓波動對工作電流rc2的影響不大。同時,因為t1對t2有溫度補償作用,所以rc2的溫度穩定性也較好。電路的輸出電阻r≈r2(1+ui)①,反映jo=rc2有很高的恒定性,見參考文獻[6]第473頁,模擬集成電路.

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