《電子技術(shù)應(yīng)用》
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ADALM2000實(shí)驗(yàn):穩(wěn)定電流源

2021-10-17
作者:Doug Mercer,,顧問研究員;Antoniu Miclaus,,系統(tǒng)應(yīng)用工程師
來源:ADI公司
關(guān)鍵詞: ADALM2000 穩(wěn)定電流源 BJT NMOS

  本文將重點(diǎn)討論使用雙極性結(jié)型晶體管(BJT)和NMOS晶體管的穩(wěn)定電流源,。

  穩(wěn)定電流源(BJT)

  目標(biāo)

  本實(shí)驗(yàn)旨在研究如何利用零增益概念來產(chǎn)生穩(wěn)定(對輸入電流電平的變化較不敏感)的輸出電流。

  材料

  ·ADALM2000主動學(xué)習(xí)模塊

  ·無焊面包板

  ·一個2.2 kΩ電阻(或其他類似值)

  ·一個100 Ω電阻

  ·一個4.7 kΩ電阻

  ·兩個小信號NPN晶體管(2N3904或SSM2212)

  說明

  BJT穩(wěn)定電流源對應(yīng)的電路如圖1所示,。

  

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圖1.穩(wěn)定電流源

  硬件設(shè)置

  面包板連接如圖2所示,。W1的輸出驅(qū)動電阻R1的一端。電阻R1和R2以及晶體管Q1按照2020年11月StudentZone文章所示進(jìn)行連接,。由于Q2的VBE始終小于Q1的VBE,,因此可能的話,從器件庫存中選擇Q1和Q2滿足條件——在相同集電極電流下,,Q2的VBE小于Q1的VBE,。晶體管Q2的基極連接到Q1集電極的零增益輸出。R3連接在Vp電源和Q2的集電極之間,,與2+示波器輸入一起用來測量集電極電流,。

  

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圖2.NMOS零增益放大器面包板電路

  程序步驟

  零增益放大器可用于創(chuàng)建穩(wěn)定的電流源。現(xiàn)在,,當(dāng)W1所表示的輸入電源電壓變化時,,晶體管Q1的集電極所看到的電壓更為穩(wěn)定,因此可以將其用作Q2的基極電壓,,以在晶體管Q2中產(chǎn)生更穩(wěn)定的電流,。

  波形發(fā)生器配置為1 kHz三角波,峰峰值幅度為3 V,,偏置為1.5 V,。示波器通道2的輸入(2+)用于測量Q2集電極上的穩(wěn)定輸出電流。

  配置示波器以捕獲所測量的兩個信號的多個周期,。確保啟用XY功能,。

  使用示波器的波形圖示例如圖3和圖4所示,。

  3.jpg

  圖3.Q2集電極電壓與W1電壓的關(guān)系

  

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圖4.Q2集電極電流與W1電壓關(guān)系的示波器圖

  穩(wěn)定電流源(NMOS)

  材料

  ·ADALM2000主動學(xué)習(xí)模塊

  ·無焊面包板

  ·一個2.2 kΩ電阻(或其他類似值)

  ·一個168 Ω電阻(將100 Ω和68 Ω電阻串聯(lián))

  ·一個4.7 kΩ電阻

  ·兩個小信號NMOS晶體管(CD4007或ZVN2110A)

  說明

  MOS穩(wěn)定電流源對應(yīng)的電路如圖5所示。

  

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  圖5.穩(wěn)定電流源

  

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  圖6.穩(wěn)定電流源面包板電路

  硬件設(shè)置

  面包板連接如圖6所示,。波形發(fā)生器W1的輸出驅(qū)動電阻R1的一端,。電阻R1和R2以及晶體管M1按照2020年11月StudentZone文章所示進(jìn)行連接。由于M2的VGS始終小于M1的VGS,,因此可能的話,,從器件庫存中選擇M1和M2滿足——在相同漏極電流下,M2的VGS小于M1的VGS,。晶體管M2的柵極連接到M1漏極的零增益輸出,。R3連接在Vp電源和M2的漏極之間,與2+示波器輸入一起用來測量漏極電流,。

  程序步驟

  波形發(fā)生器配置為1 kHz三角波,,峰峰值幅度為4 V,偏置為2 V,。示波器通道2的輸入(2+)用于測量M2漏極上的穩(wěn)定輸出電流,。

  配置示波器以捕獲測量的兩個信號的多個周期。確保啟用XY功能,。

  圖7提供了示波器顯示的圖像示例,。  

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  圖7.M2漏極電壓與W1電壓的關(guān)系

  關(guān)于BJT和NMOS的問題

  ·此類電路有時稱為峰化電流源,。您認(rèn)為為什么會使用此命名規(guī)則,?

  ·輸出電流的峰值很窄。如何調(diào)整電路以產(chǎn)生更寬,、更平坦的峰值,?

  您可以在學(xué)子專區(qū)博客上找到問題答案。



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