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恒流源电路的研究


三、基本原理
在各类放大器中,为使放大器能正常工作, 必须设置正常的静态工作点,这就需要 偏置电路向放大电路提供合适的偏置电流, 而且要求工作电流比较稳定。在集成电路中 镜像恒流源电路是最基本、最典型的恒流源 电路。 双极型镜像恒流源电路如下:
基本恒流源电路
电源UCC使R2、RW和三极管产生一个基准 电流IR,两三极管T1和T2构造相同,是匹配 对称管,由于两晶体管B、E极连在一起UBE 相同,则IE、IC也相同。于是 IB1=IB2=IB IC1=I0=IC2 而 IC2=IR-(IB1+IB2)=IR-2IB=IR-2I0/β 所以 2 I R= (1 )IR I0 = 2 2
当 1 ,有 I 0 I R 只要 I R确定, I 0就确定了, 而与输出电阻R1 无关,具有恒流特性。 I R 的大小 IR 由 UCC、U BE 、 R2 、RW 确定,改变 RW 的阻值, 随之变化,I 0 亦随之变化,具有镜像关系。 为了减小基极电流一起的误差,可在恒流源的 基极电路中接入射极跟随器。
实验二 恒流源电路的研究
实验目的 预习要求 基本原理 实验内容 实验设备与器材 实验报告要求 思考题
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一、实验目的
了解镜像恒流源的工作原理 认识镜像恒流源的特点 掌握电路中直流电流、电压、 输出电阻的测量方法 了解比例恒流源减少测量误差的原因
二、预习要求
复习恒流源电路的恒流原理、了解恒流源 电路在偏置电路、有源负载中所起的作用 根据实验电路推导输出电流 IO、参考电流 IR及 电位器电阻RW、电源电压UCC之间的关系 复习色环电阻、三极管极性的识别方法, 了解实验内容,写出预习报告
思考题
用分立元件模拟集成电路内部电路进行实验 会存在哪些问题? 测IR,Io时能否先测电压,再求电流? 镜像恒流源电路中,改变 Rw 时,IR,Io会有 什么变化?改变 R1 时,IR,I0又会有 什么变化?
RW I0 .I R RE
恒流源的另一重要性能参数是输出电阻 RO。 输出电阻越高,表明电路的恒流特性越好。 根据晶体管输出电阻的定义,镜像恒流源 U CE 输出电阻由 R (I 0)
0
I 0
R
直接测出。实验时,先测量某一 R1 条件 下的 UCE 和 I0 值,再测量另一 R1 条件下的 UCE1和 I0 值,进而求出 UCE 和 I 0 然后 计算 。变化量取得越小,测量越精确。
实验内容
基本镜像恒流源的工作原理
(1)在模拟电路实验箱上按图连接电路,检查 线路,接通+9v直流电源。 (2)调整 Rw为某一数值时,用万用表分别测量 IR及IO,再把 Rw调为另一值,重复测量IR及IO 将数据填入表3-2-1中。 (3)固定Rw,改变三极管T1集电极电阻R1的阻值, 如令R1由1 K 改为470 ,测量此时的IR及IO, 将数据记入数据表中。
镜像恒流源工作原理实验数据表
R1 1 K 1 K RW IR/mA I0/mA
510
输出电阻的测量
(1)在镜像恒流源实验电路中,使 RW 值固定, 改变三极管 T1 集电极电阻R1 的阻值,用万用表 分别测量 UCE1和 I0 。 (2)将测量数据记入表3-2-2中,计算镜像恒流源 交流输出电阻 R0 和直流输出电阻 R0’ ,并比较之.
R0 和 R0’的测量
RW R1
470 1K 3K
UCE1
I0
ΔUCE1
ΔI0
R0
R0’
510
外界因素变化对恒流源输出电流IO的影响 (1)在连接的镜像恒流源电路中,电源电压 UCC 9V 时,调节使 IR=+3mA,测量对应的 IO 和 RW。 (2)改变电源电压,使 UCC 7.5V ,保持 不变,分别测量 IR和 IO; (3)奖以上结果天入下表中,观察电源电压 UCC的变化对输出电流 IO 的影响。
直流电源对 IO 的影响
UCC +9V RW IR 3mA IO
+7.5V
比例恒流源的工作原理 (1)在实验箱上接好比例恒流源电路.调解
RW,使RW/RE为某一数值,测量此时的IR,IO. (2)调节RW使RW/RE为另一数值,重复上述测 量. (3) 将测量结果填入数据表,并分析比较测量 结果与理论值的差异.
比例恒流源测量数据表
RW RE RW/RE IR IO IO/IR
实验设备与器材
o直流稳压电源(---型)1台 o模拟电路实验箱(----型)1台
o万用表(---型)1块
实验报告要求
写出实验要求及任务。 画出实验电路图,并标出各元件数值。 整理实验数据,分析,IR、IO,IW、Rw及R1 间的关系。 比较镜像恒流源与比例恒流源电路所得实验 结果的误差,并分析其原因。
比例恒流源电路
这里 而 即
IC 2 I 0 I R 减小了 I B ( I B3 ) 对IC2 的分流. IC2与 射极电阻 近似成反比,即
I B3 I B2 I B1 /(1 )
IC 2 I R I B3
调节RW 阻值即可改变 I 0 大小, 大大提高了电路的灵活性!!!!
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