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电路分析:运放和三极管组成的恒流源电路

电子工程专辑  · 公众号  ·  · 2022-12-19 12:05

正文


今天跟大家分享一个由运放和三极管组成的恒流源电路。希望对你有帮助。


本文将从以下五个方面对该电路进行阐述:


图1 讲解框图


一、运放和三极管的基本公式

1.1关于运放:

图2 运放


运放的计算过程中基本都会用到虚短和虚断,即:


“虚短”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为相同电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。即:


“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效断开,这一特性称为虚假开路,简称虚断。 即:



1.2关于三极管

图3 三极管电流走向

公式如下:



二、电路简介

这是由运放U1A和三极管Q1及相关阻容元件组成的恒流源电路。


图4 恒流源电路


电阻R2起到对运放的保护作用,这个值不能太大,一般取值10R左右。(一点小经验吧,我们设计的产品中一般都有加);


电阻R3为三极管提供一个基极电流;


电阻R4位采样电阻,RL为负载电阻;


电阻R5起缓冲限流的作用,一般选取1K~100K之间(也有些电路没加这个电阻);


三极管Q1为NPN类型,需根据实际应用场合选择电压、电流的合适的三极管。



三、原理分析

它是如何做到恒流的呢?


此电路看似简单,实际原理是当采样电阻R4的电压变化时,直接反馈到运放的反相输入端,它与同相输入端电压的差值被运放放大,输出控制三极管的基极电流,改变三极管的内阻,从而改变发射极与集电极间的电压降,从而使采样电阻的电压保持不变,以达到负载电流恒定的目的。


图5  电路稳定的过程



两张电路变化过程图简单说明:


图6  负载电流增大引起的变化



图7 负载电流减小引起 的变化


因此,负载电流经过采样电阻的实时反馈下最终达成恒定的稳定电流。



实际计算:








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