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運(yùn)放恒流源實(shí)戰(zhàn)操作記錄

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網(wǎng)上有很多的關(guān)于運(yùn)放恒流源電路設(shè)計的電路,也都非常經(jīng)典,目前實(shí)際項(xiàng)目中用到了這個經(jīng)典的電路,還是記錄一下經(jīng)驗(yàn)心得和大家一起分享一下吧!
運(yùn)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(dāng)然各有利弊,具體情況需要在實(shí)際電路中進(jìn)行取舍,適合自己設(shè)計電路的才是最好的,沒有完美的電路,所有的設(shè)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(diǎn)扯遠(yuǎn)了,話歸正題還是看看運(yùn)放恒流源電路在實(shí)際應(yīng)用中的操作吧。
運(yùn)放恒流源電路的由來我個人認(rèn)為是由運(yùn)放跟隨輸出演變而來的,我們可以先看一下運(yùn)放跟隨電路,如下圖一示,這個就是運(yùn)放跟隨輸出電路
                 
                        圖 一
運(yùn)放理想放大倍數(shù)10萬倍,供電電壓一般是3V或者5V,運(yùn)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?yàn)檫\(yùn)放的輸入內(nèi)阻無窮大,外接電阻上的電流非常小近似為0,所以運(yùn)放輸入端可以看做斷開,稱為虛斷。
根據(jù)運(yùn)放兩大特性:虛斷可知Uin=U1,因?yàn)檫\(yùn)放內(nèi)部輸入阻抗可以認(rèn)為是非常大,外面的2K電阻在它面前可以忽略不計(因?yàn)閮?nèi)阻不在一個量級上),因此可以認(rèn)為運(yùn)放1腳與運(yùn)放內(nèi)部是斷開的,但是實(shí)際上是沒有斷開的。
虛短:可以認(rèn)為運(yùn)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(yōu)點(diǎn)是帶載能力增強(qiáng),但是在實(shí)際應(yīng)用中輸出引腳不能直接和輸入引腳直接相連,因?yàn)橐_直接相連會容易產(chǎn)生振蕩,可能我們在實(shí)際設(shè)計過程中并沒有發(fā)現(xiàn)問題,但是這并不代表問題不存在,所以在實(shí)際設(shè)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



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ID:1089167 發(fā)表于 2023-7-31 07:57 | 只看該作者
受帖子字節(jié)限制,余下內(nèi)容以評論方式發(fā)布

有了運(yùn)放跟隨電路的鋪墊,我們一起來看下運(yùn)放恒流電路圖三示。

圖 三
與運(yùn)放跟隨電路相比較增加了運(yùn)放正輸入端的輸入電壓,增加了后面的恒流負(fù)反饋電路。電路正常運(yùn)行情況下C點(diǎn)電壓等于1V,根據(jù)虛短特性A點(diǎn)電壓等于C點(diǎn)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(yùn)放沒有輸出,Nmos管不通,A點(diǎn)電壓為0V,隨著開通時間延長,D1導(dǎo)通,C點(diǎn)電壓逐漸建立,運(yùn)放逐漸有輸出電壓B點(diǎn)電壓什么時候達(dá)到Nmos管的Vgs導(dǎo)通閾值時,Nmos管才會導(dǎo)通,然后A點(diǎn)才會有電壓,因?yàn)檫\(yùn)放理想放大倍數(shù)是10萬倍,所以要想運(yùn)放輸出穩(wěn)定,需要C點(diǎn)電壓等于A點(diǎn)電壓,運(yùn)用虛短概念

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ID:1089167 發(fā)表于 2023-7-31 14:00 | 只看該作者
邵123456 發(fā)表于 2023-7-31 07:57
受帖子字節(jié)限制,余下內(nèi)容以評論方式發(fā)布

有了運(yùn)放跟隨電路的鋪墊,我們一起來看下運(yùn)放恒流電路圖三示。 ...

當(dāng)Vgs=0.55V時候Nmos管開始導(dǎo)通,此時Nmos管處于放大狀態(tài),假設(shè)此時A點(diǎn)電壓等于C點(diǎn)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(diǎn)電壓對地1.55V才能保證A點(diǎn)電壓正常輸出1V,但是實(shí)際上需要等到Vgs=0.7V時,A點(diǎn)的電壓才能穩(wěn)定到1V,也就是說需要B=1.7V才能穩(wěn)定輸出A=1V電壓,且此時的運(yùn)放供電電壓要大于1.7+1V才能正常工作,否則A點(diǎn)無法正常輸出1V,實(shí)戰(zhàn)測試出來的效果,當(dāng)A點(diǎn)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(fù)載供電電壓減去A點(diǎn)和Vrdson上的電壓即為負(fù)載兩端的電壓,Vr除以恒流電流,即為負(fù)載值。

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地板
ID:521990 發(fā)表于 2023-8-26 16:36 | 只看該作者
講的很清楚,學(xué)習(xí)了
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5#
ID:689425 發(fā)表于 2023-9-2 20:08 | 只看該作者
收藏起來慢慢看,頂起來
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6#
ID:227393 發(fā)表于 2023-10-10 10:36 來自手機(jī) | 只看該作者
邵123456 發(fā)表于 2023-7-31 14:00
當(dāng)Vgs=0.55V時候Nmos管開始導(dǎo)通,此時Nmos管處于放大狀態(tài),假設(shè)此時A點(diǎn)電壓等于C點(diǎn)等于1V,加上Vgs,那B=A ...

電流怎么是40mA了?
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