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恒流源與恒壓源的設計實現

冬至子 ? 來源:ALLIN硬件電路設計 ? 作者:thiNker ? 2023-11-13 17:28 ? 次閱讀

恒壓源與恒流源時電路中一類十分重要的組成部分,在實際應用中可以利用運算放大器,場效應管,晶體管等來設計恒流源或者恒壓源電路。

在筆者看來,物質的特性來自于其獨特的結構,設計此類電路最主要是利用PN節的導通電壓(即硅管0.6V-0.7V鍺管0.2V-0.3V)時固定的這一特點。并以此作為基礎,加上其他補償電路為恒流源、恒壓源提供各方面性能的穩定。

上圖中展示的是一個恒流源電路。電路中有兩個三極管Q3和Q4,電源輸入端VCC通過電阻R2連接到Q3的基極和Q4的集電極。本電路中R2的作用有兩個;一時為晶體管Q3提供偏置電壓;二是為晶體管Q4集電極供電。

在此電路中,流過電阻R3的電流值是固定的,電流值的大小I=Ve/R3,Ve是Q4的基極與發射極間電壓。由于Ve是一個恒定值,R3是個恒定值,所以流過R3的電流值自然是個恒定值,這時候就涉及到一個問題,流過R3的電流是從哪兒來的?

本電路比較簡單,很自然地可以看出電流是由晶體管Q3提供的,更主要的是三極管可以提供更大的電流驅動能力,由于晶體管基極電流極小基本可以忽略,所以可以看作是流過R3的電流與晶體管Q3集電極流入的電流相等,所以這時候就形成了一個恒流源,Q3的集電極就是恒流源電流的輸出口。

圖片

第二張圖展示的是一個簡單的恒壓源電路,此恒壓源電路基本上和上述的恒流源電路類似,是由上述的恒流源電路進行改造而來;和電流源同理,由于晶體管Q4基極與發射極間的電壓是個固定值,所以電阻R3上的電壓也是個固定值,而R3與R4上流過的電流是一樣的,所以R3與R4上的電壓可以計算為Vo=((R3+R4)*Ve)/R3;將R4靠近Q3發射極的引腳引出,就能得到一個電壓值固定的輸出,也就是電壓源。

如果想要改變電壓源的電壓值輸出,只要改變R4與R3電阻值的比值即可。此電壓源能輸出的最大電壓由供電電壓VCC決定。

此外在芯片級設計中,十分常用的一種得到恒定電壓值的方法是,利用多只三極管,部分將B-C(基極與集電極)短路成二極管,另一只作為設計跟隨器以推動輸出。

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