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【回囘囬】电流源的动画及一些计算

已有 5058 次阅读 2018-8-21 10:12 |个人分类:电子电工技术|系统分类:教学心得| 电流源

 1.含三极管的简单电流源

电流源的作用目前我所知道的有两个:改善差分电路的共模抑制比和为霍尔元件提供稳定电流。需要用到三极管的电流源,最简单的就是下面这种了:

x三极管电流源.gif

图中粉蓝色上下伸缩的长方体是C,黄色带箭头的是ECE中间还有薄薄的一层B。蓝色的可变电阻是负载,图中负载较小UC较大,除负载之外的部分可看成电流源,负载较大时UC很小,失去电流源的作用,此时,RB2、RB1、RE还有三极管仿佛蛛网一般抖动了下。其实电路图就是一个没有信号源的分压偏置放大电路:

01.png

想要获取数据,可以利用NI Multisim画出仿真电路图,参数来自实验教材。下图展示了RL=3kΩ时的数据:

02.png

改变RL的大小,可以测量一系列数据,并填入下表中:

03.png

从数据上看:随着RL的增加,IC、IE、UB、UE先稳后降,IB一直上升,UC一直下降。RL=10k是个转折点,此时UC=UB。RL=11k时虽然IC变化不大,但IB几乎翻倍,意味着β几乎减半,三极管正式从放大区进入饱和区。另外,从这份数据上来看,即使UC小于UB,IE仍然主要由IC提供。

还可以利用表格的数据画其他图。如下图所示:RL小于11kΩ时,IC几乎不变。

04.png

如下图所示:随着UCE的减小,静态工作点由放大区进入存在于左方的饱和区。

05.png

最后,还可以算算总功率、有效功率和效率:总功率未超过15mW,效率范围为0.0%-76.9%

06.png


2.无三极管的简单电流源

电压源加上大内阻也能当成电流源来用,例如1.5V的电池串联上6kΩ的电阻,可以看成0.25mA的电流源,不过负载必须小于100Ω

07.png

1点中含三极管的电流源在电阻从0变到11kΩ时,电流从1.04mA变到了0.99mA,如果要获得这种效果,不含三极管的电流源应该怎么定参数呢?

需要满足的条件为:0.99(RE+11)<ES<1.04(RE+0)

如果要能同时满足这两个不等式,可计算出R的值至少要为217.8kΩ,ES的值至少要为226.512V,可以计算一下电流和功率。

08.png

对比后不难发现,第二种电流源的总功率是第一种的15倍以上,而且90%以上的功率给了内阻RE,太浪费了!那么电流源的效果会不会好15倍呢?根据数据可画出下图:负载10k及以下时,稳定输出电流的效果根本比不上带三极管的电流源。所以,提到电流源,无论考虑节能还是效果,基本只会用带三极管的电流源。

09.png


后记:

本博文用到的软件:

NI Multisim

http://www.ni.com/zh-cn/shop/electronic-test-instrumentation/application-software-for-electronic-test-and-instrumentation-category/what-is-multisim.html

3DMax

https://www.autodesk.com.cn/products/3ds-max/overview

Photoshop

https://www.adobe.com/cn/products/photoshop.html

抠抠视频秀:

http://www.28video.com/

Office

https://www.microsoft.com/zh-cn/search/result.aspx?q=office&form=MSHOME

 

其他关于电流源的网站,

https://en.wikipedia.org/wiki/Current_source

https://www.st-andrews.ac.uk/~www_pa/Scots_Guide/audio/part1/page3.html

 

下面两个电流源的网站,Chrome提示不安全,很在意这一点的就不要点开了:

http://www.4qdtec.com/csm.html

http://sound.whsites.net/ism.htm



https://wap.sciencenet.cn/blog-729147-1130343.html

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