四種恒流源電路分析、基本原則及輸入、輸出要求

恒流源電路

恒流源電路,恒流源由信號源和電壓控制電流源（VCCS）兩部分組成。正弦信號源采用直接數字頻率合成（DDS）技術，即以一定頻率連續從EPROM中讀取正弦采樣數據，經D/A轉換并濾波后產生EIT所需的正弦信號。

本系統采用DDS集成芯片AD9830，其內部有兩個12位相位寄存器和兩個32位頻率寄存器。在單片機的控制下對相應的寄存器置數就可以方便得到2MHz以下的任意頻率和相位的輸出，其中頻率精度為1/ 2 32，相位分辨率為2π/2 12，輸出幅度也可以在一定的范圍內調節，因此能滿足系統多頻激勵（10kHz～1MHz）的要求。

恒流源電路

恒流源電路的基本原則

基本的恒流源電路主要是由輸入級和輸出級構成，輸入級提供參考電流，輸出級輸出需要的恒定電流。

恒流源電路就是要能夠提供一個穩定的電流以保證其它電路穩定工作的基礎。即要求恒流源電路輸出恒定電流，因此作為輸出級的器件應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的BJT或者MOSFET來實現。

為了保證輸出晶體管的電流穩定，就必須要滿足兩個條件：

a）其輸入電壓要穩定——輸入級需要是恒壓源；

b）輸出晶體管的輸出電阻盡量大（最好是無窮大）——輸出級需要是恒流源。

恒流源電路的輸入、輸出要求

（一）輸入要求

恒流源電路

上左圖是用增強型n-MOSFET構成的一種基本恒流源電路。為了保證輸出晶體管T2的柵-源電壓穩定，其前面就應當設置一個恒壓源。實際上，T1 MOS管在此的作用也就是為了給T2提供一個穩定的柵-源電壓，即起著一個恒壓源的作用。

上右圖是用BJT構成的一種基本恒流源電路。其中T2是輸出恒定電流的晶體管，晶體管T1就是一個給T2提供穩定基極電壓的發射結二極管。當然，T1的電流放大系數越大、跨導越高，則其恒壓性能也就越好。同時，為了輸出電流恒定（即提高輸出交流電阻），自然還需要盡量減小T2的基區寬度調變效應（即Early效應）。

（二）輸出要求

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

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

四種恒流源電路分析

在改進型差動放大器中，用恒流源取代射極電阻RE，既為差動放大電路設置了合適的靜態工作電流，又大大增強了共模負反饋作用，使電路具有了更強的抑制共模信號的能力，且不需要很高的電源電壓，所以，恒流源和差動放大電路簡直是一對絕配！

恒流源既可以為放大電路提供合適的靜態電流，也可以作為有源負載取代高阻值的電阻，從而增大放大電路的電壓放大倍數。這種用法在集成運放電路中有非常廣泛的應用。本節將介紹常見的恒流源電路以及作為有源負載的應用，為后續內容的學習進行知識儲備。

（一）恒流源電路-鏡像恒流源電路

如圖1所示為鏡像恒流源電路，它由兩只特性完全相同的管子VT0和VT1構成，由于VT0管的c、b極連接，因此UCE0=UBE0，即VT0處于放大狀態，集電極電流IC0=β0*IB0。另外，管子VT0和VT1的b-e分別連接，所以它們的基極電流IB0=IB1=IB。設電流放大系數β0=β1=β，則兩管集電極電流IC0=IC1=IC=β*IB。可見，由于電路的這種特殊接法，使兩管集電極IC1和IC0呈鏡像關系，故稱此電路為鏡像恒流源（IR為基準電流，IC1為輸出電流）。

恒流源電路