三极管基本电流源模拟电子技术基础.ppt
模拟电子技术基础,安徽理工大学电气工程系,主讲：黄友锐,第七讲,04 电 流 源,电流源是一个输出电流恒定的电源电路，与电压源相对应。,4.1 电 流 源 概 述4.2 三极管基本电流源4.3 集成电路电流源,4.1 电 流 源 概 述,(1)电流源电路是一个电流负反馈电路，并利用PN结的温度特性，对电流源电路进行温度补偿，以减小温度对电流的影响。,(2)电流源电路用于模拟集成放大器中以稳定静态工作点，这对直接耦合放大器是十分重要的。,(3)用电流源做有源负载，可获得增益高、动态范围大的特性。,(4)用电流源给电容充电，以获得线性电压输出。,(5)电流源还可单独制成稳流电源使用。,(6)在模拟集成电路中，常用的电流源电路有：镜象电流源、精密电流源、微电流源、多路电流源等。,4.2 三极管基本电流源,用普通的三极管接成电流负反馈电路，即可构成一个基本的电流源电路。分压偏置基本放大电路就具有这一功能，其电路如图04.01所示。,分压偏置电路对工作点具有稳定作用，也就是对IO有稳定作用，具有稳流特性。电压源的内阻小，电流源的内阻大，内阻越大稳流特性越好。,(a)(b)图04.01 三极管电流源,下面就通过图04.02所示的等效电路来求该电路的内阻，以探讨其稳流特性。由图可得,图04.02 求Ro微变等效电路,可见三极管基本电流源的内阻较三极管放大区的输出电阻rce又有较大提高。,4.3 集成电路电流源,镜象电流源,镜象电流源电路如图04.03所示，它的特点是工作三极管的集电极电流是电流源电路的镜象(电流相等）。,图04.03 镜象电流源,4.3.2 精密镜象电流源,精密镜象电流源和普通镜象电流源相比，其精度提高了 倍。电路如图04.04所示。,由于有T3的存在，IB3和将比镜象电流源的2IB小3倍。因此IC2和IREF更加接近。,图04.04 精密电流源,4.3.3 微电流源,微电流源电路如图04.05所示，通过接入Re电阻得到一个比基准电流小许多倍的微电流源，适用微功耗的集成电路中。由图可得：,图04.05 微电流源,4.3.4 比例电流源,在镜象电流源电路的基础上，增加两个发射极电阻，使两个发射极电阻中的电流成一定的比例关系，即可构成比例电流源。其电路如图04.06所示。,图04.06比例电流源,4.3.5 多电流源,通过一个基准电流源稳定多个三极管的工作点电流，即可构成多路电流源，电路见图 04.07。图中一个基准电流 IREF可获得多个恒定电流IC2、IC3。,05 放大电路的频率特性,在放大电路的通频带中给出了频率特性的概念-幅度频率特性 相位频率特性,幅频特性是描绘输入信号幅度固定，输出信号的幅度随频率变化而变化的规律。即=,相频特性是描绘输出信号与输入信号之间相位差随频率变化而变化的规律。即,这些统称放大电路的频率响应。,幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真;相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。,放大电路的幅频特性和相频特性，也称为频率响应。因放大电路对不同频率成分信号的增益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅度频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同频率成分信号的相移不同，从而使输出波形产生失真，称为相位频率失真，简称相频失真。幅频失真和相频失真是线性失真。,(动画5-1),2.三极管的()是频率的函数。在研究频率特 性时，三极管的低频小信号模型不再适用，而要采用高频小信号模型。,这些统称放大电路的频率响应。,幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真;相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。,产生频率失真的原因是:1.放大电路中存在电抗性元件，例如耦合电容、旁路电容、分布电容、变压器、分布电感等;,5.1 RC 电路的频率响应5.2 双极型三极管的高频小信号模型5.3 共发射极接法放大电路频率特性5.4 场效应三极管的高频小信号模型,5.1 RC电路的频率响应,5.1.1 RC低通电路5.1.2 RC高通电路,5.1.1 RC低通电路,图05.01 RC低通电路,RC低通电路如图05.01所示。电压放大倍数(传递函数)为：,由以上公式可做出如图05.02所示的RC低通电路的近似频率特性曲线：,图05.02 RC低通电路的频率特性曲线,幅频特性的X轴和Y轴都是采用对数坐标,称为上限截止频率。当 时，幅频特性将以十倍频 20dB 的斜率下降，或写成-20dB/dec。在 处的误差最大，有3dB。,当 时，相频特性将滞后45，并且具有-45/dec的斜率。在0.1 f H 和10 f H 处与实际的相频特性有最大的误差，其值分别为+5.7和5.7。采用这种折线化画出的频率特性曲线称为波特图，是分析放大电路频率响应的重要手段。,5.1.2 RC 高通电路,其电压放大倍数 为：,式中 下限截止频率、模和相角分别为,RC高通电路如图05.03所示。,由此可做出如图05.04所示的RC高通电路的近似频率特性曲线。,图05.04 RC高通电路频率特性曲线,
