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恒流源的实质和原理

发布时间:2020-07-21 17:21:19 阅读: 来源:磁卡厂家

什么是恒流源?

恒流源、交流恒流源、直流恒流源、电流发生器、大电流发生器又叫电流源、稳流源,是一种宽频谱,高精度交流稳流电源,具有响应速度快,恒流精度高、能长期稳定工作,适合各种性质负载(阻性、感性、容性)等优点。主要用于检测热继电器、塑壳断路器、小型短路器及需要设定额定电流、动作电流、短路保护电流等生产场合。

恒流源的实质

恒流源的实质是利用器件对电流进行反馈,动态调节设备的供电状态,从而使得电流趋于恒定。只要能够得到电流,就可以有效形成反馈,从而建立恒流源。

能够进行电流反馈的器件,还有电流互感器,或者利用霍尔元件对电流回路上某些器件的磁场进行反馈,也可以利用回路上的发光器件(例如光电耦合器,发光管等)进行反馈。这些方式都能够构成有效的恒流源,而且更适合大电流等特殊场合。

恒流源原理

基本的恒流源电路主要是由输入级和输出级构成,输入级提供参考电流,输出级输出需要的恒定电流。

①构成恒流源电路的基本原则:

恒流源电路就是要能够提供一个稳定的电流以保证其它电路稳定工作的基础。即要求恒流源电路输出恒定电流,因此作为输出级的器件应该是具有饱和输出电流的伏安特性。这可以采用工作于输出电流饱和状态的BJT 或者MOSFET来实现。

为了保证输出晶体管的电流稳定,就必须要满足两个条件:a)其输入电压要稳定——输入级需要是恒压源;b)输出晶体管的输出电阻尽量大(最好是无穷大)——输出级需要是恒流源。

②对于输入级器件的要求:

因为输入级需要是恒压源,所以可以采用具有电压饱和伏安特性的器件来作为输入级。一般的pn结二极管就具有这种特性——指数式上升的伏安特性;另外,把增强型MOSFET的源-漏极短接所构成的二极管,也具有类似的伏安特性——抛物线式上升的伏安特性。

在IC中采用二极管作为输入级器件时,一般都是利用三极管进行适当连接而成的集成二极管,因为这种二极管既能够适应IC工艺,又具有其特殊的优点。对于这些三极管,要求它具有一定的放大性能,这才能使得其对应的二极管具有较好的恒压性能。

③对于输出级器件的要求:

如果采用BJT,为了使其输出电阻增大,就需要设法减小Evarly效应(基区宽度调制效应),即要尽量提高Early电压。

如果采用MOSFET,为了使其输出电阻增大,就需要设法减小其沟道长度调制效应和衬偏效应。因此,这里一般是选用长沟道MOSFET ,而不用短沟道器件。

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