差动放大电路十电流镜像电路
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将负载做成电流镜像电路的差动放大电路。所谓电流镜像电路是一种恒流电路。将它作为放大电路的负载使用,就能够提高电路的增益。为此,经常用在OP放大器1C的初级上。
电流镜像电路在NPN晶体管的差动放大电路中使用PNP晶体管,在PNP晶体管的差动放大电路中使用NPN晶体管。
是将电流镜像部分抽出来的电路。
在该电路中,假设Tr1与Tr2的电特性(VBE和矗FE等)完全相同,由于基极之间是相连接的(基极电位相同),所以各自的发射极电阻的压降相同,为I1·R1=I2·R2(假设Tr1与Tr2的基极电流1B≈0)。进而,设R1=R2,则由上述关系得到I1=I2。
就是说,该电路在两个电路L431LM3C上流动的电流以相同的值进行工作。“电流镜像”的名称来源一种比喻,即将电路上流动的电流做成如镜子里见到的那样相同的值。
然而,在差动放大电路的情况下,两个共发射极电路的发射极紧挨着,并在此连接上恒流源。因此,两个电路的发射极电流之和为恒定值。在差动放大电路的负载上连接上电流镜像电路,会使两个电路上流动着相等的电流那样进行工作。可以认为电流镜像电路是设定值具有恒流源设定值1/2的一种恒流电路。
恒流电路的阻抗在理论上是无限大,所以电流镜像电路加到差动放大电路的集电极上,就如同与接上阻抗为无限大的负载电阻一样,电路的增益变得非常大(所用的晶体管能实现的最大增益)。
关于电流镜像差动放大电路的设计方法,除了电流镜像电路之外,其他部分完全与通常的差动放大电路一样。由于电流镜像部分也仅仅是增加两个晶体管,所以设计本身是选择晶体管的简单问题。
还有,在镜像电路中,两个晶体管的特性要一致,所以经常使用单片式双晶体管。但是在通常的电路中,在电流镜像中使用的两个晶体管的VBE的误差不如发射极电阻压降的误差大,所以没有必要太拘泥于两个晶体管的匹配问题(但是,在制作精密的电流镜像电路时,晶体管的匹配还是重要的)。
还有,如在Tr1,Tr2上的电压,在基极一集电极间只有OV,集电极一发射极间只有0.6V,所以,无论使用哪种晶体管都不产生损坏问题。
在电路中,对于Tr1与Tr2,使用通用的PNP晶体管2SA1048,在电路(b)中使用2SC2458。关于hFE,无论多大都可以。但是Tr1与Tr2的hFE档次要一致。
在该电路的下级直接连接其他电路时(不通过电容直接连接),必须注意Tr1写Tr2的集电极电位。与通常的差动放大电路相比较,集电极电位仅偏离了电流镜像电路的晶体管VBE的量(=0.6V)。Tr1的集电极电位为+9.7V(=+15V-4.7V-0.6V),在为-9.7V(=15V+4,7V+0.6V)。
虽然Tr1与Trz的基极之间相连接的地方是接在Tr1的集电极上,接在Tr2的集电极上,但是在这里,不管接在哪个地方都可以。接在哪个地方,电路的工作都是相同的(假定基极电流为0)。