电路图
这是由运输组成的恒流源电路。
原理分析:
1. OPA
OPA (集成操作放大器)具有开源增益高、输入阻抗大、输出阻抗小的特点。
2. MOS管工作原理
我们知道三极管是用的 Ib 的电流控制 IC 属于的电流电流控制器件
。 而MOS则是利用Ugs控制电流的电压 Id 的,所以说 MOS 管是电压控制装置
。 N沟通增强型MOS管,当Ugs>Ugs(th)时,MOS如果在D极和S极之间增加一定的电压,就会有电流Id产生。
在一定的Uds下,D极电流Id与G极电压电压Ugs有关的。
先来看看MOS管道输出特性曲线,MOS管道的输出特性可分为截止区、恒流区个区域。 截止区
:当满足 Ugs<Ugs(th),MOS管道进入截止区。
截止区在输出特性底部靠近横坐标的部分表示MOS管道不能导电,处于截止状态。截止区又称夹断区,在此区域内,所有的沟道都被夹断,电流Id为0,管道不工作。
恒流区
:当满足 Ugs≥Ugs(th) ,且 Uds≥Ugs-Ugs(th),MOS管道进入恒流区。
恒流区位于输出特性曲线中间, 电流Id
基本不随Uds变化,Id电压的大小主要取决于电压Ugs
,所以叫恒流区,也叫饱和区,当MOS恒流区(饱和区)用于放大电路。
注:MOS恒流区(饱和区)具有管道输出特性,相当于三极管的放大区。
可变电阻区
:当满足 Ugs>Ugs(th),且 Uds<Ugs-Ugs(th),MOS管道进入可变电阻区。
输出特性最左侧可变电阻区, Id随着Uds随着基本上是线性关系
,当Ugs不同电阻的电阻值会有所不同,所以在这个区域MOS管相等是一个原因Ugs可变电阻控制。
击穿区位于输出特性左侧区域Uds增大,PN因承受过大的反向电压而被击穿,工作时应避免管道在该区域工作。
根据MOS管道的输出特性曲线,如下图所示Uds=10V的点,然后用作图的方法,可取得到相应的 转移特性曲线 。 表示转移特性Uds不变时,Id与Ugs关系。
在上图的转移特性曲线上,我们可以看到Ugs大于4V时,Id大幅Ugs到达5V以上时,Id基本上变化不大。
3. 恒流源工作原理
- 由采样电阻组成的负反馈电路R3实时反馈负载电流。当负载电流变大时,反向输入端的电压高于正相输入端的电压,运输输出低电平,截止三极管,触摸负载电流;当负载电流变小时,反向输入端的电压低于正相输入端的电压,运输输出高电平,导致三极管,触摸负载电流。因此,在采样电阻的实时反馈下,负载电流最终达到恒定稳定的电流。
- 电阻R2起缓冲限流作用,一般选择1K~100K通过调节电位器RP可根据实际需要改变恒流源电流的大小,选择合适的电位器和电阻;稳压管D的作用是为电位器提供恒定的电压,防止正输入端电压不稳定,导致负载电流波动。
- 三极管Q1为NPN类型,根据实际电压和电流选择合适的三极管,如果功率大,应考虑散热要求,并采取散热措施。
- 该电路看似简单,实际原理是当采样电阻电压变化时,直接反馈到相反输入端,放大相同输入端电压差,输出控制三极管基极电流,改变三极管内阻,改变发射极与集电极之间的电压降,保持采样电阻电压不变,达到负载电流恒定的目的。
三极管位于放大区, 随着输入端电压差的放大,三极管的导通程度不同。一般来说,电流大,导通少,电流小,导通多。