三極管電流鏡電路設計

2023-04-25 13:13:16 來源:頭條號硬件工程師jack

我們大致了解了三極管的分類和工作模式,介紹概念不說應用基本沒有什么深刻的印象。

今天給大家介紹一種電路中常用的三極管應用--電流鏡。


(資料圖)

從名字而言就知道應該是和電流鏡像有關的電路。

上一篇文章里提到了在放大區,三極管基極電流Ib和集電極電流Ic,滿足以下關系:

β是三極管的放大系數,這個系數會隨著溫度的變化而變化,進而Ic的電流也會隨著變化。所以說你想直接用三極管作為電流源可能有點不現實。那么就有了今天的電流鏡電路:

兩個NPN三極管Q1 和 Q2 基極連接在一起。共射極接地。

其中IR=Ic1+IB。

由于三極管Q1和Q2的BE都是對地,所以他們的電壓相等,又加上Q1和Q2是完全相同的兩個三極管,他們的參數也完全相同。

則有IB=Ib1+Ib2. 且Ib1=Ib2.

這里就用到了三極管放大倍數的特性,或者說三極管的集電極電流Ic是由Ib來控制的。

那么到這里呢,非常的明顯,Ib1和Ib2相等,三極管完全相同,則Ic1=Ic2.

到這還不算完,最關鍵的是他們的電流。

假設β等于100.

那么IR=Ic1+Ib1, Ic1=100*Ib1.

也就是說 IR=101*Ib1.

可以給一個粗略的結論:IR基本上約等于Ic1

至此,電流鏡電路的原理基本到此結束,可以說控制電阻R1的阻值,就可以控制流過R2的電流。讓我們來證明一下。

現在根據電流表AM1的讀數,電流為43.43mA,我們改變右側電阻R2到50歐姆。

看到流過電流表示數是44.61mA,還是非常接近更改之前的讀數。

總結

1.模擬電路中,用于實現恒流源或恒壓源。例如,在電路中需要一個穩定的恒定電流或電壓時,可以使用電流鏡電路來實現。

2.在數字電路中,用于實現 CMOS 邏輯門和靜態隨機存儲器(SRAM)。電流鏡電路用于提供穩定的電流,從而確保 CMOS 邏輯門和 SRAM 的正確性和穩定性。

3.作為比較器的基本部件。在比較器中,電流鏡電路可以將兩個電流進行比較,從而實現電壓比較。

4.用于測量電流。在一些實驗室中,需要測量電路中的電流。使用電流鏡電路,可以將電流轉換為電壓,然后通過測量電壓來確定電流的大小。

總之,三極管電流鏡電路廣泛應用于各種電路中,特別是需要精確電流控制的電路。

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