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標題: 運放恒流源實戰操作記錄 [打印本頁]

作者: 邵123456 時間: 2023-7-29 16:25
標題: 運放恒流源實戰操作記錄
網上有很多的關于運放恒流源電路設計的電路，也都非常經典，目前實際項目中用到了這個經典的電路，還是記錄一下經驗心得和大家一起分享一下吧！
運放大家都不會陌生了吧，模擬電子中一個神一樣存在的器件，可放大電壓，可采樣電流，電流采樣又可以分為高端采樣和低端采樣，當然各有利弊，具體情況需要在實際電路中進行取舍，適合自己設計電路的才是最好的，沒有完美的電路，所有的設計都是在性能和成本之間做出取舍，亦如人生都是在取舍之間，呃......有點扯遠了，話歸正題還是看看運放恒流源電路在實際應用中的操作吧。
運放恒流源電路的由來我個人認為是由運放跟隨輸出演變而來的，我們可以先看一下運放跟隨電路，如下圖一示,這個就是運放跟隨輸出電路

圖一
運放理想放大倍數10萬倍，供電電壓一般是3V或者5V，運放放大的是輸入信號的壓差，放大10萬倍的話，只能說明輸入信號的壓差非常接近，近似相等，我們稱之為虛短。

因為運放的輸入內阻無窮大，外接電阻上的電流非常小近似為0，所以運放輸入端可以看做斷開，稱為虛斷。
根據運放兩大特性：虛斷可知Uin=U1,因為運放內部輸入阻抗可以認為是非常大，外面的2K電阻在它面前可以忽略不計（因為內阻不在一個量級上），因此可以認為運放1腳與運放內部是斷開的，但是實際上是沒有斷開的。
虛短：可以認為運放兩個輸入引腳是短接的，近似相等，可以得出U1=U2，那么有了Uin=U1=U2，Uout是不是和U2是相等的呀，所以得到Uin=Uout,稱之為跟隨，跟隨電路的優點是帶載能力增強，但是在實際應用中輸出引腳不能直接和輸入引腳直接相連，因為引腳直接相連會容易產生振蕩，可能我們在實際設計過程中并沒有發現問題，但是這并不代表問題不存在，所以在實際設計時候需要在輸入和輸出之間加一個R7電阻（如下圖二），阻值不要太大，一般100R就可以，目的是破壞振蕩條件。

圖二

作者: 邵123456 時間: 2023-7-31 07:57
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有了運放跟隨電路的鋪墊，我們一起來看下運放恒流電路圖三示。

圖三

與運放跟隨電路相比較增加了運放正輸入端的輸入電壓，增加了后面的恒流負反饋電路。電路正常運行情況下C點電壓等于1V，根據虛短特性A點電壓等于C點電壓等于1V，1V/50R=20mA,電路恒流為20mA，那這個電路目前可以正常工作嗎？
我們一起來分析一下：初始上電運放沒有輸出，Nmos管不通，A點電壓為0V，隨著開通時間延長，D1導通，C點電壓逐漸建立，運放逐漸有輸出電壓B點電壓什么時候達到Nmos管的Vgs導通閾值時，Nmos管才會導通，然后A點才會有電壓，因為運放理想放大倍數是10萬倍，所以要想運放輸出穩定，需要C點電壓等于A點電壓，運用虛短概念

作者: 邵123456 時間: 2023-7-31 14:00

邵123456 發表于 2023-7-31 07:57
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有了運放跟隨電路的鋪墊，我們一起來看下運放恒流電路圖三示。 ...

當Vgs=0.55V時候Nmos管開始導通，此時Nmos管處于放大狀態，假設此時A點電壓等于C點等于1V，加上Vgs,那B=A+C=1V+0.55V=1.55V也就是說此時需要B點電壓對地1.55V才能保證A點電壓正常輸出1V，但是實際上需要等到Vgs=0.7V時，A點的電壓才能穩定到1V，也就是說需要B=1.7V才能穩定輸出A=1V電壓，且此時的運放供電電壓要大于1.7+1V才能正常工作，否則A點無法正常輸出1V，實戰測試出來的效果，當A點輸出1V時候電流恒定40mA，計算此時的Rdson乘上電流就是MOS管兩端的壓降，那負載供電電壓減去A點和Vrdson上的電壓即為負載兩端的電壓，Vr除以恒流電流，即為負載值。

作者: ljfljfljf321 時間: 2023-8-26 16:36
講的很清楚，學習了

作者: nlming 時間: 2023-9-2 20:08
收藏起來慢慢看，頂起來

作者: sgq657785 時間: 2023-10-10 10:36

邵123456 發表于 2023-7-31 14:00
當Vgs=0.55V時候Nmos管開始導通，此時Nmos管處于放大狀態，假設此時A點電壓等于C點等于1V，加上Vgs,那B=A ...

電流怎么是40mA了？

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