本實驗旨在研究如何利用ΔVBE概念來產(chǎn)生穩(wěn)定（對輸入電壓電平的變化較不敏感）的輸出電流,。使用反饋來構(gòu)建在一定的電源電壓范圍內(nèi)產(chǎn)生恒定或調(diào)節(jié)輸出電流的電路,。

　　材料

　　    ADALM2000主動學(xué)習(xí)模塊

　　    無焊試驗板

　　    一個500 Ω可變電阻,、電位計

　　    一個100 Ω電阻

　　    三個小信號NPN晶體管（2N3904）

　　    三個小信號PNP晶體管（2N3906）

　　說明

　　在無焊試驗板上構(gòu)建圖1所示的電路,。藍色方框表示ADALM2000的連接位置,。PNP晶體管Q1、Q2和Q3形成增益為2的電流鏡,；輸出電流是輸入電流的2倍,。NPN晶體管Q4、Q5和Q6以及可變電阻R1形成電路的ΔVBE部分,。電阻R2用于測量隨電路上的電壓變化（示波器通道1）在電路中流動的電流（示波器通道2）,。

　　圖1.浮動電流源（吸電流連接到負電源）

　　輸出電流通過R1設(shè)置。Q4與Q5和Q6的并聯(lián)組合之間的VBE差（ΔVBE）出現(xiàn)在R1上,。PNP鏡（Q1,、Q2和Q3）的增益為2（假定它們的大小相同）。因此,，Q4中的電流是Q5和Q6組合電流的兩倍,。我們再假定Q4、Q5和Q6的大小也相同,，電流密度比為4,，VBE差將為：

　　由于這個等式中的絕對溫度項，電流將與絕對溫度成正比,。在某些情況下,，這個特征可能有用，但在其他情況下,，可能不適宜,。

　　圖2.浮動電流源（吸電流連接到負電源）試驗板電路

　　硬件設(shè)置

　　試驗板電路連接如圖2所示。

　　程序步驟

　　將波形發(fā)生器W1配置為三角波,，頻率為100 Hz,，幅度為10 V p-p，偏移為0 V,。示波器顯示應(yīng)同時在電壓與時間和XY模式中設(shè)置,，通道1在水平軸上，通道2在垂直軸上,。確保在完成并反復(fù)檢查接線之后,，再打開電源。

　　圖3.浮動電流源（吸電流連接到負電源）示波器XY圖示例

　　圖4.使用理想組件的浮動電流源（吸電流連接到負電源）LTspice XY圖示例

　　證明電路的浮動特性

　　在圖1中,，我們以負電源作為電路負極參考,。要證明此電路是真正的浮動電流源，按圖5所示重新排列試驗板并重復(fù)測量,。

　　硬件設(shè)置

　　試驗板電路連接如圖6所示,。

　　程序步驟

　　將波形發(fā)生器W1配置為三角波，頻率為100 Hz,，幅度為10 V p-p,，偏移為0 V。示波器顯示應(yīng)同時在電壓與時間和XY模式中設(shè)置,，通道1在水平軸上,，通道2在垂直軸上。確保在完成并反復(fù)檢查接線之后,，再打開電源,。

　　圖7.浮動電流源（吸電流連接到正電源）XY圖

　　圖8.使用理想組件的浮動電流源（吸電流連接到正電源）LTspice XY圖示例

　　問題：

　　通過分析電路的LTspice圖，電流源保持相對恒定電流所需的最小電壓是多少,？

　　您可以在學(xué)子專區(qū)博客上找到問題答案,。

作者簡介

Doug Mercer于1977年畢業(yè)于倫斯勒理工學(xué)院(RPI)，獲電子工程學(xué)士學(xué)位,。自1977年加入ADI公司以來,，他直接或間接貢獻了30多款數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品，并擁有13項專利,。他于1995年被任命為ADI研究員,。2009年，他從全職工作轉(zhuǎn)型,，并繼續(xù)以名譽研究員身份擔任ADI顧問,，為“主動學(xué)習(xí)計劃”撰稿。2016年,，他被任命為RPI ECSE系的駐校工程師,。

Antoniu Miclaus現(xiàn)為ADI公司的系統(tǒng)應(yīng)用工程師，從事ADI教學(xué)項目工作,，同時為Circuits from the Lab^?,、QA自動化和流程管理開發(fā)嵌入式軟件。他于2017年2月在羅馬尼亞克盧日-納波卡加盟ADI公司,。他目前是貝碧思鮑耶大學(xué)軟件工程碩士項目的理學(xué)碩士生,，擁有克盧日-納波卡科技大學(xué)電子與電信工程學(xué)士學(xué)位。