恒流變壓器

《電氣工程名詞》第一版。 2100433B

1998年，經(jīng)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。

最簡(jiǎn)單的恒流源就是用一只恒流二極管。實(shí)際上，恒流二極管的應(yīng)用是比較少的，除了因?yàn)楹懔鞫O管的恒流特性并不是非常好之外，電流規(guī)格比較少，價(jià)格比較貴也是重要原因。最常用的簡(jiǎn)易恒流源用兩只同型三極管，利用三極管相對(duì)穩(wěn)定的be電壓作為基準(zhǔn)，電流數(shù)值為：I = Vbe/R1。 　這種恒流源優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，而且電流的數(shù)值可以自由控制，也沒有使用特殊的元件，有利于降低產(chǎn)品的成本。缺點(diǎn)是不同型號(hào)的管子，其be電壓不是一個(gè)固定值，即使是相同型號(hào)，也有一定的個(gè)體差異。同時(shí)不同的工作電流下，這個(gè)電壓也會(huì)有一定的波動(dòng)。因此不適合精密的恒流需求。 　為了能夠精確輸出電流，通常使用一個(gè)運(yùn)放作為反饋，同時(shí)使用場(chǎng)效應(yīng)管避免三極管的be電流導(dǎo)致的誤差。如果電流不需要特別精確，其中的場(chǎng)效應(yīng)管也可以用三極管代替。

鏡像恒流源基本概念

恒流源是輸出電流保持恒定的電流源，而理想的恒流源應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：

a)不因負(fù)載(輸出電壓)變化而改變；

b)不因環(huán)境溫度變化而改變；

c)內(nèi)阻為無限大（以使其電流可以全部流出到外面）。

能夠提供恒定電流的電路即為恒流源電路，又稱為電流反射鏡電路。

鏡像恒流源基本原理

基本的恒流源電路主要是由輸入級(jí)和輸出級(jí)構(gòu)成，輸入級(jí)提供參考電流，輸出級(jí)輸出需要的恒定電流。

①構(gòu)成恒流源電路的基本原則：

恒流源電路就是要能夠提供一個(gè)穩(wěn)定的電流以保證其它電路穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。即要求恒流源電路輸出恒定電流，因此作為輸出級(jí)的器件應(yīng)該是具有飽和輸出電流的伏安特性。這可以采用工作于輸出電流飽和狀態(tài)的BJT或者M(jìn)OSFET來實(shí)現(xiàn)。

為了保證輸出晶體管的電流穩(wěn)定，就必須要滿足兩個(gè)條件：a）其輸入電壓要穩(wěn)定——輸入級(jí)需要是恒壓源；b）輸出晶體管的輸出電阻盡量大（最好是無窮大）——輸出級(jí)需要是恒流源。

②對(duì)于輸入級(jí)器件的要求：

因?yàn)檩斎爰?jí)需要是恒壓源，所以可以采用具有電壓飽和伏安特性的器件來作為輸入級(jí)。一般的pn結(jié)二極管就具有這種特性——指數(shù)式上升的伏安特性；另外，把增強(qiáng)型MOSFET的源-漏極短接所構(gòu)成的二極管，也具有類似的伏安特性——拋物線式上升的伏安特性。

在IC中采用二極管作為輸入級(jí)器件時(shí)，一般都是利用三極管進(jìn)行適當(dāng)連接而成的集成二極管，因?yàn)檫@種二極管既能夠適應(yīng)IC工藝，又具有其特殊的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于這些三極管，要求它具有一定的放大性能，這才能使得其對(duì)應(yīng)的二極管具有較好的恒壓性能。

③對(duì)于輸出級(jí)器件的要求：

如果采用BJT，為了使其輸出電阻增大，就需要設(shè)法減小Evarly效應(yīng)（基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)），即要盡量提高Early電壓。

如果采用MOSFET，為了使其輸出電阻增大，就需要設(shè)法減小其溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)和襯偏效應(yīng)。因此，這里一般是選用長(zhǎng)溝道MOSFET，而不用短溝道器件。