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NPN三极管恒流源工作原理

时间:2019-08-12 07:36 来源:电工之家

我们要理解几个概念:
1) 什么是电流源:
理想的电流源输出的电流是一条直线,不管负载怎么变化,输出的电流都不变化;
2) 三极管等效模型
根据三极管的一般模型,当三极管处于放大状态时,其C极的电流为一个受B极电流控制的受控电流源,也就是说C极的电流不受C极接的负载的影响,而只受B极电流的影响。
3) 三极管的三种工作状态
截止状态,BE极电压低于其导通电压时,B极,C极的电流均为0。
放大状态,BE极电压高于其导通电压,BE极正偏,CE极之间的电压大于其饱和导通电压。C极电流受B极电流控制,而不受C极的负载的影响。
饱和导通状态,CE极之间达到了饱和导通电压,C极电流不再因B极电流正向控制,而受C极负载的影响。
根据三极管的工作状态,当三极管处于放大的工作状态时,在C极输出的电流不受接在C极的负载的影响,就是一个电流源(即恒流源)。
NPN三极管恒流源工作原理
如上图,三极管Q1的电流放大倍数为200左右,B极电流为(12-0.7)/200k=56uA,如果负载电阻
这是一个没有任何实用价值的电路,因为BE极导通电流、电流放大倍数等受环境影响巨大。
很小的温度变化,都会导致C极电流发生巨大变化;
所以需要引入负反馈,在E极接入一个电阻,形成射极跟随器。
如下图,根据三极管的一般模型,采用受控电流源进行分析,C极电流=(V1-VBE(on))/R3;
此时,C极电流与电流放大倍数无关,所以温度稳定性有了非常大的提升。
综上,NPN三极管处于放大状态时,就是一个C极输出电流不受一定范围内的负载影响的电流恒,但是温度稳定性非常差。
在NPN三极管的E极串一个电阻,构成电流负反馈,其C极输出电流基本上只受E极电阻影响,是一个温度稳定性有大幅提升的一个简易的电流源。
NPN三极管恒流源工作原理

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