三極管恒流電路原理

三極管恒流電路原理

我們要理解幾個(gè)概念：

1） 什么是電流源：

理想的電流源輸出的電流是一條直線，不管負(fù)載怎么變化，輸出的電流都不變化；

2） 三極管等效模型

根據(jù)三極管的一般模型，當(dāng)三極管處于放大狀態(tài)時(shí)，其C極的電流為一個(gè)受B極電流控制的受控電流源，也就是說C極的電流不受C極接的負(fù)載的影響，而只受B極電流的影響。

3） 三極管的三種工作狀態(tài)

截止?fàn)顟B(tài)，BE極電壓低于其導(dǎo)通電壓時(shí)，B極，C極的電流均為0。

放大狀態(tài)，BE極電壓高于其導(dǎo)通電壓，BE極正偏，CE極之間的電壓大于其飽和導(dǎo)通電壓。C極電流受B極電流控制，而不受C極的負(fù)載的影響。

飽和導(dǎo)通狀態(tài)，CE極之間達(dá)到了飽和導(dǎo)通電壓，C極電流不再因B極電流正向控制，而受C極負(fù)載的影響。

根據(jù)三極管的工作狀態(tài)，當(dāng)三極管處于放大的工作狀態(tài)時(shí)，在C極輸出的電流不受接在C極的負(fù)載的影響，就是一個(gè)電流源（即恒流源）。

如上圖，三極管Q1的電流放大倍數(shù)為200左右，B極電流為（12-0.7）/200k=56uA，如果負(fù)載電阻

這是一個(gè)沒有任何實(shí)用價(jià)值的電路，因?yàn)锽E極導(dǎo)通電流、電流放大倍數(shù)等受環(huán)境影響巨大。

很小的溫度變化，都會(huì)導(dǎo)致C極電流發(fā)生巨大變化；

所以需要引入負(fù)反饋，在E極接入一個(gè)電阻，形成射極跟隨器。

如下圖，根據(jù)三極管的一般模型，采用受控電流源進(jìn)行分析，C極電流=（V1-VBE（on））/R3；

此時(shí)，C極電流與電流放大倍數(shù)無關(guān)，所以溫度穩(wěn)定性有了非常大的提升。

綜上，NPN三極管處于放大狀態(tài)時(shí)，就是一個(gè)C極輸出電流不受一定范圍內(nèi)的負(fù)載影響的電流恒，但是溫度穩(wěn)定性非常差。

在NPN三極管的E極串一個(gè)電阻，構(gòu)成電流負(fù)反饋，其C極輸出電流基本上只受E極電阻影響，是一個(gè)溫度穩(wěn)定性有大幅提升的一個(gè)簡(jiǎn)易的電流源。

三極管與運(yùn)放構(gòu)成的幾種恒流源電路解析

三極管和運(yùn)放構(gòu)成的幾種恒流源電路分析：

這幾種電路都可以在負(fù)載電阻RL上獲得恒流輸出

第一種由于RL浮地，一般很少用

第二種RL是虛地，也不大使用

第三種雖然RL浮地，但是RL一端接正電源端，比較常用

第四種是正反饋平衡式，是由于負(fù)載RL接地而受到人們的喜愛

第五種和第四種原理相同，只是擴(kuò)大了電流的輸出能力，人們?cè)谑褂弥谐３０央娮鑂2取的比負(fù)載RL大的多，而省略了跟隨器運(yùn)放

第五種是本人想的電路，也是對(duì)地負(fù)載

后邊兩種是恒流源電路

對(duì)比幾種V/I電路，凡是沒有三極管只類的單向器件，都可以實(shí)現(xiàn)交流恒流，加了三極管之后就只能做單向直流恒流了

第四和第五是建立在正負(fù)反饋平衡的基礎(chǔ)上的，如果由于電阻的誤差而失去平衡，會(huì)影響恒流輸出特性，也就是說，輸出電流會(huì)隨負(fù)載變化

而其他幾種電阻的誤差只會(huì)影響輸出電流的值，而不會(huì)影響輸出特性

如果輸出電流大，或者嫌三極管的集電極電流和發(fā)射極電流不相等，可以把三極管換成MOSFET

三極管在電路中的功能有;

1.電流放大。

2，電壓放大。

3，功率放大。

4，混頻。

5，檢波。

6，開關(guān)電路。

7，門電路。

8，隔離電路。

9，阻抗轉(zhuǎn)換。

三極管的幾種特殊應(yīng)用

半導(dǎo)體三極管除了構(gòu)成放大器和作開關(guān)元件使用外，還能夠做成一些可獨(dú)立使用的兩端或三端器件。

1. 擴(kuò)流。

把一只小功率可控硅和一只大功率三極管組合，就可得到一只大功率可控硅，其最大輸出電流由大功率三極管的特性決定，見附圖1。圖2為電容容量擴(kuò)大電路。利用三極管的電流放大作用，將電容容量擴(kuò)大若干倍。這種等效電容和一般電容器一樣，可浮置工作，適用于在長(zhǎng)延時(shí)電路中作定時(shí)電容。用穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路雖具有簡(jiǎn)單、元件少、制作經(jīng)濟(jì)方便的優(yōu)點(diǎn)，但由于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電流一般只有數(shù)十毫安，因而決定了它只能用在負(fù)載電流不太大的場(chǎng)合。圖3可使原穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電流及動(dòng)態(tài)電阻范圍得到較大的擴(kuò)展，穩(wěn)定性能可得到較大的改善。

2. 代換。

圖4中的兩只三極管串聯(lián)可直接代換調(diào)光臺(tái)燈中的雙向觸發(fā)二極管；圖5中的三極管可代用8V左右的穩(wěn)壓管。圖6中的三極管可代用30V左右的穩(wěn)壓管。上述應(yīng)用時(shí)，三極管的基極均不使用。

3. 模擬。

用三極管夠成的電路還可以模擬其它元器件。大功率可變電阻價(jià)貴難覓，用圖7電路可作模擬品，調(diào)節(jié)510電阻的阻值，即可調(diào)節(jié)三極管C、E兩極之間的阻抗，此阻抗變化即可代替可變電阻使用。圖8為用三極管模擬的穩(wěn)壓管。其穩(wěn)壓原理是：當(dāng)加到A、B兩端的輸入電壓上升時(shí)，因三極管的B、E結(jié)壓降基本不變，故R2兩端壓降上升，經(jīng)過R2的電流上升，三極管發(fā)射結(jié)正偏增強(qiáng)，其導(dǎo)通性也增強(qiáng)，C、E極間呈現(xiàn)的等效電阻減小，壓降降低，從而使AB端的輸入電壓下降。調(diào)節(jié)R2即可調(diào)節(jié)此模擬穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，等效為穩(wěn)壓管。