三极管学习-恒流源

xutong 发表于 2024-2-18 19:04

<div class='showpostmsg'><h1>三极管学习-恒流源</h1>

<div>在放大器内部咱们经常看到恒流源的符号并且就此略过，恒流源虽然简单但画起来比较麻烦，所以他们可能就此略过，通常在高边的三极管我们可以这样来做恒流源如下图1所示。</div>

<div></div>

<div>图1:PNP三极管做的恒流源</div>

<div>R1给Q1提供电流路径，此时Q1的电流通过R1流向GND，Q1和Q2共用一个偏置电流，又因为Q1的Vbe和Q2的Vbe是相同的所以流过R1的电流等于流过R2的电流。咱们仿真看看。</div>

<div></div>

<div>图2：三极管的Ib</div>

<div></div>

<div>图3:R1 和R2上的电流</div>

<div></div>

<div>图4：I(R1) 和I(R2)电流对比</div>

<div>电流基本相同，但还有些不同，仿真和实际还有不同，等我做完实际电路在和大家报告，但目前的这个已经足够给我们做些应用了。以上电路实际上Q1完全是当做二极管使用，那我们将Q1换成二极管如图5所示。也是同样行得通。</div>

<div></div>

<div>图5:使用二极管做的恒流源</div>

<div>但其电流就两边不一样了，不是电流镜是恒流源，如果要做个电容电压斜坡上去的就可以用这个电路，比较简单如图6所示。</div>

<div></div>

<div>图6：电容电压斜坡上升</div>

<div>给C1并联个按键就可以弄个延时开关灯的电路转一下逻辑，看到当电容电压上升的时候电容上的电流是变小的，所以如果你要很精确的恒流源这么玩是不合适的。拿来关灯的话应该不差那么点时间。使用图1的电路也是会有相同的电流掉下来，</div>

<div>wilson镜像电流源可以解决这个问题，因为Q2和Q3的Vce电压不一样，Vce不同会造成不同Vbe导致电流适配不太一样，wilson的架构如下图7所示，其核心要点是保证两个管子的Vce是相同的让基极的电流适配小一些。</div>

<div></div>

<div>图7:wilson电流镜</div>

<div>仿真代码：</div>

<table border="1">
<tbody>
<tr>
<td>* /Users/xutong/Documents/LTspice/Draft8.asc<br />
V1 N001 0 PULSE(0 5 3m 1u 1u 5m 10m)<br />
Q2 N002 N002 N001 0 2N2907<br />
R1 N003 0 1000<br />
C1 VC1 0 1µ<br />
Q1 VC1 N003 N002 0 2N2907<br />
Q3 N003 N002 N001 0 2N2907<br />
.model NPN NPN<br />
.model PNP PNP<br />
.lib /Users/xutong/Library/Application Support/LTspice/lib/cmp/standard.bjt<br />
.ic V(VC1)=0<br />
.tran 8m<br />
.backanno<br />
.end</td>
</tr>
</tbody>
</table>

<div>需要注意的是，使用电容充电的话，必须使用.ic将电容的初始电压设置成0 这样电容的电压才会从0开始。</div>

<h2>搭个振荡器：</h2>

<div></div>

<div>图8：振荡器电路</div>

<div></div>

<div>图9：振荡器仿真波形</div>

<div>振荡器这里用了个开关，开关有个迟滞回，当电压到达开关的开启电压后将会对C1进行放电，当放电到迟滞回的点以后，开关又会关闭继续充电，然后就可以做振荡器了。</div>

<div>仿真代码：</div>

<table border="1">
<tbody>
<tr>
<td>V1 N001 0 PULSE(0 5 3m 1u 1u 5m 10m)<br />
Q2 N002 N002 N001 0 2N2907<br />
R1 N003 0 1000<br />
C1 VC1 0 1µ<br />
Q1 VC1 N003 N002 0 2N2907<br />
Q3 N003 N002 N001 0 2N2907<br />
S1 0 VC1 VC1 0 SW<br />
.model NPN NPN<br />
.model PNP PNP<br />
.lib /Users/xutong/Library/Application Support/LTspice/lib/cmp/standard.bjt<br />
.ic V(VC1)=0<br />
.tran 8m<br />
.model SW SW(Ron=.1 Roff=1Meg Vt=1.5 Vh=1)<br />
.backanno<br />
.end</td>
</tr>
</tbody>
</table>

<h2>给热电偶提供偏置电流：</h2>

<div>三线热电耦通常需要偏置电流，用三极管做1mA恒流源可能是比较有性价比，选用三极管时候可以选双PNP三极管的型号如BC807DS这种如图10所示。详情可以参考 RTD电路设计</div>

<div></div>

<div>图10：BC807DS手册</div>

<h2>恒流驱动LED灯</h2>

<div>上面的架构，做恒流源的话设定电流的电阻和Rload上的电流差不多，当需要一点功率的时候上面的电路就不太合适，如果驱动LED灯等电流稍微大一点的就可以考虑使用这种架构，如图11所示。</div>

<div></div>

<div>图11：比例恒流源</div>

<div>Q3和Q2做电流镜，Q2和Q1做达林顿，这样就可以用小的电流去控制大的电流了。R1上的电流×Q1的β就等于R2上的电流。恒流源的优势就是可以直接并联，复习下叠加定理。</div>

<div>今天就先聊到这里了，拜拜</div>
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se7ens 发表于 2024-2-19 00:42

<p>分析得不错,用的是什么仿真软件呢</p>

吾妻思萌 发表于 2024-2-19 06:56

啥软件啊 mac上的正需要呀

xutong 发表于 2024-2-19 07:35

se7ens 发表于 2024-2-19 00:42
分析得不错,用的是什么仿真软件呢

<p>ltspice</p><br/>

xutong 发表于 2024-2-19 07:35

吾妻思萌发表于 2024-2-19 06:56
啥软件啊 mac上的正需要呀

<p>ltspice mac上macspice3我下载半天下载不了</p><br/>

cjjh2014 发表于 2024-2-19 08:47

<p>LTspice好像不能仿真其它公司的器件，只能仿真ADI旗下的LT公司的器件模型。是不是这样？</p>

xutong 发表于 2024-2-19 09:46

cjjh2014 发表于 2024-2-19 08:47
LTspice好像不能仿真其它公司的器件，只能仿真ADI旗下的LT公司的器件模型。是不是这样？

<p>可以仿真其他公司器件，标准 spice 就行</p>

lugl4313820 发表于 2024-2-19 16:22

<p>楼主，我想做个高精度的电压基准源，要怎么样入手列，比如我要产生1MV的电压。</p>

maychang 发表于 2024-2-19 17:23

lugl4313820 发表于 2024-2-19 16:22
楼主，我想做个高精度的电压基准源，要怎么样入手列，比如我要产生1MV的电压。

<p>【比如我要产生1MV的电压】</p>

<p>1MV可不是闹着玩儿的。中国最高电压等级的交流输电线路电压为1MV，没有更高的了。</p>

maychang 发表于 2024-2-19 17:25

lugl4313820 发表于 2024-2-19 16:22
楼主，我想做个高精度的电压基准源，要怎么样入手列，比如我要产生1MV的电压。

<p>【比如我要产生1MV的电压】</p>

<p>我估计你想说的是1mV。</p>

<p>如果是，市面上有模拟热电偶的信号发生器，可以参考。</p>

xutong 发表于 2024-2-19 18:52

lugl4313820 发表于 2024-2-19 16:22
楼主，我想做个高精度的电压基准源，要怎么样入手列，比如我要产生1MV的电压。

<p>1mV差多少？几个0？温度范围？</p><br/>

lugl4313820 发表于 2024-2-19 20:14

maychang 发表于 2024-2-19 17:25
【比如我要产生1MV的电压】

我估计你想说的是1mV。

如果是，市面上有模拟热电偶的信号发生器，可以 ...

<p>对对对，就是1mV那样的，象数据电源一样的，不知道有没有呀。</p>

lugl4313820 发表于 2024-2-19 20:15

xutong 发表于 2024-2-19 18:52
1mV差多少？几个0？温度范围？

<p>常温下吧，是不是还需要象我们的分析天平那样，在恒温的环境中呀。</p>

maychang 发表于 2024-2-19 20:27

lugl4313820 发表于 2024-2-19 20:14
对对对，就是1mV那样的，象数据电源一样的，不知道有没有呀。

<p>在10楼我说过：市面上有模拟热电偶的信号发生器。这种模拟热电偶的信号发生器具有小键盘，可以选择热电偶型号例如K型，选择温度例如200摄氏度，该信号发生器即输出K型热电偶在200摄氏度时应该产生的热电动势（冷端为0摄氏度）。显然，该信号发生器输出是直流，范围大致是数mV。</p>

xutong 发表于 2024-2-19 20:32

lugl4313820 发表于 2024-2-19 20:15
常温下吧，是不是还需要象我们的分析天平那样，在恒温的环境中呀。

<p>直接16bit dac生成啊</p>

吾妻思萌 发表于 2024-2-20 12:23

lugl4313820 发表于 2024-2-19 16:22
楼主，我想做个高精度的电压基准源，要怎么样入手列，比如我要产生1MV的电压。

<p>1MV用来干什么啊，那么那么高电压啊。</p>

吾妻思萌 发表于 2024-2-20 12:24

xutong 发表于 2024-2-19 09:46
可以仿真其他公司器件，标准 spice 就行

<p>啊能导入spice模型哈，那不错欸，我回去试试看。</p>

lugl4313820 发表于 2024-2-20 12:46

吾妻思萌发表于 2024-2-20 12:23
1MV用来干什么啊，那么那么高电压啊。

<p>打错，是1毫伏，我老是出这样的错误呀。我昨天看了一下16位的DAC，大佬推荐一个呗？</p>

xutong 发表于 2024-2-22 09:47

lugl4313820 发表于 2024-2-20 12:46
打错，是1毫伏，我老是出这样的错误呀。我昨天看了一下16位的DAC，大佬推荐一个呗？

<p>DAC80508 这个工业客户用的多</p>

xutong 发表于 2024-2-22 09:47

吾妻思萌发表于 2024-2-20 12:24
啊能导入spice模型哈，那不错欸，我回去试试看。

<p>对，之前写过教程，可以看看LTspice教程里面</p>

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