Part 01

前言

在之前的文章中我們介紹了基于三極管+穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓輸出電路的器件選型，以及優(yōu)化電路，但是我們有時(shí)候會(huì)在某些電路中看到三極管+穩(wěn)壓二極管又會(huì)搭配恒流源使用，但是此恒流源又不是實(shí)現(xiàn)輸出負(fù)載電流恒流輸出，接下來(lái)我們就探討一下恒流源在此電路中的作用。

Part 02

電路原理分析

下圖中紅線對(duì)應(yīng)的是穩(wěn)壓輸出的路徑，基于此我們可以計(jì)算出輸出電壓:

Vout=Vbe+Vz。

輸出電壓受兩個(gè)因素影響，一個(gè)是穩(wěn)壓二極管Vz的影響，一個(gè)是三極管T1 BE結(jié)壓降影響，尤其是三極管BE結(jié)壓降受溫度影響很大，基于三極管選擇型號(hào)的不同，會(huì)在BE結(jié)壓降會(huì)在0.2-1.1V左右變化，這就會(huì)導(dǎo)致輸出電壓也會(huì)有這么大的變化，而這還只是考慮了BE結(jié)壓降的影響，還沒(méi)有考慮穩(wěn)壓二極管Vz的波動(dòng)，三極管的BE結(jié)是具有負(fù)溫度特性的，也就是溫度越高，BE結(jié)壓降越小，因此我們可以選擇一個(gè)具有正溫度特性的穩(wěn)壓二極管Z1，這樣三極管BE結(jié)壓降和穩(wěn)壓二極管Vz隨溫度變化可以互相抵消。

Part 03

恒流源作用分析

上一篇文章中恒流源IS1的位置是一個(gè)電阻，既然放個(gè)電阻就能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出，方案成本也低，為什么還要放一個(gè)恒流源呢？原因是穩(wěn)壓二極管Vz受自身流過(guò)的電流I6變化的影響非常大，要想Vz穩(wěn)定，I6必須基本不變。

Iz=I6=I4+I5;

假定三極管的放大倍數(shù)為β：I4=I7/β；I5=VBE/R2；

I7=I1-I3=I1-I2/β，進(jìn)而可以得出

Iz=I6=(I1-I2/β)/β+VBE/R2；

由于β一般比較大，因此I2/β/β可以忽略不計(jì)，因此：

Iz=I6≈I1/β+VBE/R2；

這樣穩(wěn)壓二極管的Iz變化很小，就實(shí)現(xiàn)了Vz波動(dòng)小的目的。

Part 04

總結(jié)

恒流源對(duì)三極管T2的集電極來(lái)說(shuō)看起來(lái)像是非常高的負(fù)載阻抗，其實(shí)在很多電路中也是這樣，我們可以把恒流源看作是一個(gè)非常大的電阻，為電路實(shí)現(xiàn)偏置電流的同時(shí)又不會(huì)隨外部電壓的變化而變化。