恒压源与恒流源时电路中一类十分重要的组成部分,在实际应用中可以利用运算放大器,场效应管,晶体管等来设计恒流源或者恒压源电路。
在笔者看来,物质的特性来自于其独特的结构,设计此类电路最主要是利用PN节的导通电压(即硅管0.6V-0.7V锗管0.2V-0.3V)时固定的这一特点。并以此作为基础,加上其他补偿电路为恒流源、恒压源提供各方面性能的稳定。
上图中展示的是一个恒流源电路。电路中有两个三极管Q3和Q4,电源输入端VCC通过电阻R2连接到Q3的基极和Q4的集电极。本电路中R2的作用有两个;一时为晶体管Q3提供偏置电压;二是为晶体管Q4集电极供电。在此电路中,流过电阻R3的电流值是固定的,电流值的大小I=Ve/R3,Ve是Q4的基极与发射极间电压。由于Ve是一个恒定值,R3是个恒定值,所以流过R3的电流值自然是个恒定值,这时候就涉及到一个问题,流过R3的电流是从哪儿来的?本电路比较简单,很自然地可以看出电流是由晶体管Q3提供的,更主要的是三极管可以提供更大的电流驱动能力,由于晶体管基极电流极小基本可以忽略,所以可以看作是流过R3的电流与晶体管Q3集电极流入的电流相等,所以这时候就形成了一个恒流源,Q3的集电极就是恒流源电流的输出口。
第二张图展示的是一个简单的恒压源电路,此恒压源电路基本上和上述的恒流源电路类似,是由上述的恒流源电路进行改造而来;和电流源同理,由于晶体管Q4基极与发射极间的电压是个固定值,所以电阻R3上的电压也是个固定值,而R3与R4上流过的电流是一样的,所以R3与R4上的电压可以计算为Vo=((R3+R4)*Ve)/R3;将R4靠近Q3发射极的引脚引出,就能得到一个电压值固定的输出,也就是电压源。如果想要改变电压源的电压值输出,只要改变R4与R3电阻值的比值即可。此电压源能输出的最大电压由供电电压VCC决定。
此外在芯片级设计中,十分常用的一种得到恒定电压值的方法是,利用多只三极管,部分将B-C(基极与集电极)短路成二极管,另一只作为设计跟随器以推动输出。如附录中图三所示;
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