镜像恒流源基本电路.doc

镜像恒流源基本电路
如图所示为镜像恒流源的基本电路,其中VT1,VT2
是匹配对管。由图可知
Ir=Ic2+IB1+IB2
由于VT1,VT2是对称的,它们的集电极电流与基极电流分别相等,所以有
当Ir确定后,该恒流源的输出电流Io也确定了。当β足够大时,Io≈Ir,即输出电流近似等于参考电流,所以该电路常称为电流镜电路。
基本恒流源电路(电流反射镜电路)
2010-02-10 10:56:07| 分类: 微电子电路| 标签:电流电路晶体管二极管输出|字号大中小订阅
( 构成恒流源电路的基本原则是什么?对于用作为参考支路(输入级)的器件有何要求?对于输出级
的器件有何要求?)
作者:Xie M. X. (UESTC,成都市)
(1)构成恒流源电路的基本原则:
恒流源电路就是要能够提供一个稳定的电流以保证其它电路稳定工作的基础。即要求恒流源电路输出恒定电流,因此作为输出级的器件应该是具有饱和输出电流的伏安特性。这可以采用工作于输出电流饱和状态的BJT 或者MOSFET来实现。
为了保证输出晶体管的电流稳定,就必须要满足两个条件:①其输入
电压要稳定——输入级需要是恒压源;②输出晶体管的输出电阻尽量大(最好是无穷大)——输出级需要是恒流源。
(2)对于输入级器件的要求:
因为输入级需要是恒压源,所以可以采用具有电压饱和伏安特性的器件来作为输入级。一般的pn结二极管就具有这种特性——指数式上升的伏安特性;另外,把增强型MOSFET的源-漏极短接所构成的二极管,也具有类似的伏安特性——抛物线式上升的伏安特性。
在IC中采用二极管作为输入级器件时,一般都是利用三极管进行适当连接而成的集成二极管,因为这种二极管既能够适应IC工艺,又具有其特殊的优点。对于这些三极管,要求它具有一定的放大性能,这才能使得其对应的二极管具有较好的恒压性能。
(3)对于输出级器件的要求:
如果采用BJT,为了使其输出电阻增大,就需要设法减小Early效应(基区宽度调制效应),即要尽量提高Early电压。
如果采用MOSFET,为了使其输出电阻增大,就需要设法减小其沟道长度调制效应和衬偏效应。因此,这里一般是选用长沟道MOSFET ,而不用短沟道器件。
(4)基本恒流源电路示例:
上左图是用增强型n-MOSFET构成的一种基本恒流源电路。为了保证输出晶体管T2的栅-源电压稳定,其前面就应当设置一个恒压源。实际上,T1二极管在此的作用也就是为了给T2提供一个稳定的栅-源电压,即起着一个恒压源的作用。因此T1应该具有很小的交流电导和较高的跨导,以
保证其具有较好的恒压性能。T2应该具有很大的输出交流电阻,为此就需要采用长沟道MOSFET,并且要减小沟道长度调制效应等不良影响。
右图是用BJT构成的一种基本恒流源电路。其中T2是输出恒定电流的晶体管,晶体管T1就是一个给T2提供稳定基极电压的发射结二极管。当然,T1的电流放大系数越大、跨导越高,则其恒压性能也就越好。同时,为了输出电流恒定(即提高输出交流电阻),自然还需要尽量减小T2的基区宽度调变效应(即Early效应)。另外,如果采用两个基极相连接的p-n-p晶体管来构成恒流源的话,那么在IC芯片中这两个