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ADALM2000实验:稳定电流源

发布时间:2021-10-16 来源:中国自动化网 类型:解决方案 人浏览
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关键字:

NMOS晶体管 稳定电流源

导读:

本文将重点讨论使用双极性结型晶体管(BJT)和NMOS晶体管的稳定电流源。

作者:ADI公司  Doug Mercer,顾问研究员  Antoniu Miclaus,系统应用工程师


本文将重点讨论使用双极性结型晶体管(BJT)NMOS晶体管的稳定电流源。

 

稳定电流源(BJT)

 

目标

 

本实验旨在研究如何利用零增益概念来产生稳定(对输入电流电平的变化较不敏感)的输出电流。

 

材料

► ADALM2000主动学习模块

► 无焊面包板

► 一个2.2 kΩ电阻(或其他类似值)

► 一个100 Ω电阻

► 一个4.7 kΩ电阻

► 两个小信号NPN晶体管(2N3904SSM2212

 

说明

BJT稳定电流源对应的电路如图1所示。

 

 

1.稳定电流源

 

硬件设置

 

面包板连接如图2所示。W1的输出驱动电阻R1的一端。电阻R1R2以及晶体管Q1按照202011StudentZone文章所示进行连接。由于Q2VBE始终小于Q1VBE,因此可能的话,从器件库存中选择Q1Q2满足条件——在相同集电极电流下,Q2VBE小于Q1VBE。晶体管Q2的基极连接到Q1集电极的零增益输出。R3连接在Vp电源和Q2的集电极之间,与2+示波器输入一起用来测量集电极电流。

 

 

2.NMOS零增益放大器面包板电路

 

程序步骤

 

零增益放大器可用于创建稳定的电流源。现在,当W1所表示的输入电源电压变化时,晶体管Q1的集电极所看到的电压更为稳定,因此可以将其用作Q2的基极电压,以在晶体管Q2中产生更稳定的电流。

 

波形发生器配置为1 kHz三角波,峰峰值幅度为3 V,偏置为1.5 V。示波器通道2的输入(2+)用于测量Q2集电极上的稳定输出电流。

 

配置示波器以捕获所测量的两个信号的多个周期。确保启用XY功能。

 

使用示波器的波形图示例如图3和图4所示。

 

 

3.Q2集电极电压与W1电压的关系

 

 

4.Q2集电极电流与W1电压关系的示波器图

 

稳定电流源(NMOS)

材料

► ADALM2000主动学习模块

► 无焊面包板

► 一个2.2 kΩ电阻(或其他类似值)

► 一个168 Ω电阻(将100 Ω和68 Ω电阻串联)

► 一个4.7 kΩ电阻

► 两个小信号NMOS晶体管(CD4007ZVN2110A

 

说明

MOS稳定电流源对应的电路如图5所示。

 

5.稳定电流源


 

6.稳定电流源面包板电路

 

硬件设置

 

面包板连接如图6所示。波形发生器W1的输出驱动电阻R1的一端。电阻R1R2以及晶体管M1按照202011StudentZone文章所示进行连接。由于M2VGS始终小于M1VGS,因此可能的话,从器件库存中选择M1M2满足——在相同漏极电流下,M2VGS小于M1VGS。晶体管M2的栅极连接到M1漏极的零增益输出。R3连接在Vp电源和M2的漏极之间,与2+示波器输入一起用来测量漏极电流。

 

程序步骤

 

波形发生器配置为1 kHz三角波,峰峰值幅度为4 V,偏置为2 V。示波器通道2的输入(2+)用于测量M2漏极上的稳定输出电流。

 

配置示波器以捕获测量的两个信号的多个周期。确保启用XY功能。

 

7提供了示波器显示的图像示例。

 

7.M2漏极电压与W1电压的关系

 

关于BJTNMOS的问题

► 此类电路有时称为峰化电流源。您认为为什么会使用此命名规则?

► 输出电流的峰值很窄。如何调整电路以产生更宽、更平坦的峰值?

 

您可以在学子专区博客上找到问题答案。


作者简介

 

Doug Mercer1977年毕业于伦斯勒理工学院(RPI),获电子工程学士学位。自1977年加入ADI公司以来,他直接或间接贡献了30多款数据转换器产品,并拥有13项专利。他于1995年被任命为ADI研究员。2009年,他从全职工作转型,并继续以名誉研究员身份担任ADI顾问,为“主动学习计划”撰稿。2016年,他被任命为RPI ECSE系的驻校工程师。联系方式:doug.mercer@analog.com

 

Antoniu Miclaus现为ADI公司的系统应用工程师,从事ADI教学项目工作,同时为Circuits from the Lab®QA自动化和流程管理开发嵌入式软件。他于20172月在罗马尼亚克卢日-纳波卡加盟ADI公司。他目前是贝碧思鲍耶大学软件工程硕士项目的理学硕士生,拥有克卢日-纳波卡科技大学电子与电信工程学士学位。联系方式:antoniu.miclaus@analog.com

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