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模擬電路之精確鏡像電流源的設計

作者:admin??更新時間:2019-12-30

模擬電路之精確鏡像電流源的設計


  由基本鏡像電流源可知,三極管的直流增益βF對鏡像電流源的輸出誤差會產生影響,為了減少這一誤差,可以借助β增強電路對基本鏡像電流源電路進行優化。增加了額外的Q3,目的是增加三極管的等效直流增益,從而減少輸出電流與輸入電流之間的誤差。

  這里假設Q1與Q2是完全對稱的,具有相同的Vbe,從而他們具有相同的集電極電流Iout。Q3為Q1與Q2提供基極驅動電流,因此Q3的發射極電流為2Iout/βF。另外再通過發射極與集電極電流之間的關系,從而推導出輸出與輸入電流之間的關系式。

  從中我們可以看出,誤差反比于直流增益βF的平方,相比于基本鏡像電流源電路(誤差反比于直流增益βF),誤差被大大減少了。Wilson鏡像電流源減少誤差的基本思想是通過負反饋實現的。

  假設Wilson鏡像電流源中IB3增加,會導致Q3的集電極電流隨之增加,從而流過Q2的集電極電流增加,進一步導致Q2和Q1的基極電流增加,最后IC1的電流也增加了。IC1電流的增加會導致流過Q3的基極電流IB3減少,從而形成負反饋機制。

  進一步推導,我們可以得出輸出與輸入電流之間的關系,從中我們可以看出,Wilson鏡像電流源電路的誤差也是反比于直流增益βF的平方,誤差被大大減少。Widlar鏡像電流源電路被廣泛應用于低電流輸出的場合。由Widlar鏡像電流源電路可知,Q2的基極驅動電壓是由Q1的基極驅動電壓減去電阻RE上的壓降得到的,從而Q2的集電極電流要比Q1小,但是Q1仍可以維持在比較好的控制區域。

  還有很多其它的增強版鏡像電流源電路,比如Cascode鏡像電流源電路,它的目的是加大等效輸出阻抗。

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