1、了解N管恒流源电路的工作原理和工作条件
2、学习用内阻分析法来看N管恒流源电路
3、以发射极电阻负反馈电路为例,了解负反馈特性和反馈深度的概念
N管恒流源电路

N管恒流源电路
N管恒流源电路利用NPN三极管的特性来实现恒定电流输出:
基本工作原理:通过稳压二极管或电阻设置基准电压(例如图中2.7V),利用三极管BE结压降(Vbe≈0.7V)的稳定性,配合采样电阻实现恒流输出(例如图中ie=1mA)。当三极管工作在放大区时,输出电流基本不受电源电压变化影响
电流稳定机制:电路通过采样电阻两端的电压降作为反馈,当负载变化(合理范围内)导致电流波动时,三极管自动调整导通程度以维持设定电流
工作条件:必须确保三极管始终工作在放大区,即Vce > Vce(sat),否则将失去恒流特性
输入回路内阻分析

N管恒流源电路
如果通过电阻分压来获得基准电压(例如2.7V),则如上图

输入回路内阻分析
当ib和1mA(不一定是1mA)不在一个量级上时,两个电路可以这样连接,此时ib并不会对原有分压电路造成太大影响
输入回路内阻是指从恒流源电路输入端看进去的等效电阻,理想情况下,恒流源的内阻应为无限大,以确保其电流能够全部流出到外部电路而不受内部电阻的影响
输出回路内阻分析

N管恒流源电路
R1两端电压为2V,则
=10V

输出回路内阻分析
恒流源电路
为0.7V,则
为9.3V
恒流源电路中,负载可短路,可得
范围为0Ω~9.3KΩ
范围为10KΩ~0.7KΩ,随负载的变化会自动做出调整,满足=10KΩ
负反馈特性

负反馈特性
三极管的放大倍数会受温度影响
理想恒流源应具备特性:不因环境温度变化而改变输出电流
发射极电阻负反馈是三极管电路中常见的负反馈形式,其是通过发射极电阻将输出电流变化反馈到输入端,形成自动调节机制
当温度上升时,集电极电流增大,R1上压降增大,导致Ube减小,从而抑制电流增长
反馈深度

反馈深度
在发射极电阻负反馈电路中,反馈系数
由发射极电阻
决定
,
是放大器的输入电阻
可知,
越大,负反馈深度越大
过小,则几乎无负反馈,增益高但稳定性差
适中,适度负反馈,兼顾增益和稳定性
过大,直流压降增加,增益低但稳定性(①单片机不能提供较高的基准电压,②缩小了负载的变化范围)
在满足稳定性要求的前提下,尽可能减小
值
应用类型
典型Re值
反馈深度
选择理由
高增益放大器
10-100Ω
1+Aβ≈2-10
兼顾增益与基本稳定性
精密恒流源
1-10kΩ
1+Aβ100
追求稳定性
射频前端
0-10Ω
1+Aβ≈1-2
优先保证增益和频响
传感器接口
100-1kΩ
1+Aβ≈10-100
平衡噪声与精度