三极管恒流源电路

在电子电路设计中,恒流源是一种非常重要的电路,它可以为负载提供稳定的电流,不受负载阻值变化的影响。

本文将详细解析由两个三极管构成的恒流源电路,探讨其工作原理、设计要点以及应用场景。

一、恒流源电路概述

恒流源电路的核心功能是提供恒定的电流输出,即使负载电阻发生变化,输出电流也能保持不变。这种电路在LED照明、电池充电、电化学分析等领域有着广泛的应用。

二、三极管基础

三极管是电子电路中常用的放大和开关元件,它由两个PN结构成,具有三个引脚:发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。

三、两个三极管恒流源电路工作原理

3.1 电路组成

典型的两个三极管恒流源电路两个NPN型三极管组成。

3.2 工作原理

当电压源是0V时,三极管Q1和Q2不导通,发光二极管D1不亮。

当电压源是3.3V时,三极管Q1和Q2会导通,发光二极管D1亮。

导通的Q1和Q2是处于放大区的。

假设Q2处于饱和区时,Q1的基极被拉低,Q1不导通,即Q2也不导通。

假设Q1处于饱和区时,电压源是5V,D1导通电压2V,即R2上的电压达到3V,那Q2就会把Q1的基极拉低,Q1也就不导通。

恒流原理:

1、当发光二极管D1的电流增大时,流过R2的电流也会增大,则Q2的基极电压增大,就会拉低Q2的Vce电压,即Q1的基极电压减小,R2的电流也就减小,起到负反馈作用,直到电路平衡为止。

2、当发光二极管D1的电流减小时,流过R2的电流也会减小,则Q2的基极电压减小,则Q2的Vce电压增大,即Q1的基极电压增大,R2的电流也就增大,即发光二极管D1电流增大.直到电路平衡为止。

则流过负载D1的电流,既不会增大也不会减小,是一个恒定值。该恒定电流值等于Q2的基极电压处于R2,即0.7/51=13.7mA。

四、LTSPICE电路仿真

两个三极管搭建的恒流源电路如下图所示,

电压源V1为5V;

电压源V2为3.3V(模拟IO口控制);

三极管Q1和Q2都为NPN;

发光二极管作为负载·;

负载发光二极管D1,仿真的电流值是14.28mA左右(上面计算是0.7V,而仿真电路的电压是0.73V,因此计算出的值会大些)

负载采用两个发光二极管D1和D2,仿真的电流也是14.28mA.

五、应用场景

两个三极管构成的恒流源电路因其简单、成本低廉和可靠性高,被广泛应用于以下场景:

1、LED恒流驱动

为LED提供稳定的电流,防止因电流波动导致的亮度变化和寿命缩短。

2、电池充电管理

3、在电池充电电路中,提供恒定的充电电流,保护电池免受过充和过放。

4、电化学分析

5、在电化学实验中,提供稳定的电流进行电解、电镀等操作。

六、结论

两个三极管构成的恒流源电路是一种高效、可靠的电流控制方案。通过合理的电路设计和元件选择,可以实现高精度的恒流输出,满足各种电子设备的需求。随着电子技术的不断发展,这种电路在新的应用领域中仍有很大的潜力等待挖掘。

------END------

丛林社会,从来不相信眼泪;再多的抱怨也没有用,不会有人可怜的

推荐阅读

什么是滞回比较器,及滞回阈值参数计算

DCDC Buck模式的电感值参数计算

LTspice仿真为什么交流电没有反向截止?

PWM调节DCDC参数计算原理

深度解析:RTC电路上的32.768KHz时钟的频偏及测试

PCB Layout设计中的3W原则、20H原则和五五原则详解

相关推荐
sheepwjl1 天前
《嵌入式硬件(十二):基于IMX6ULL的时钟操作》
汇编·arm开发·单片机·嵌入式硬件·时钟·.s编译
智者知已应修善业1 天前
【51单片机单按键控制2个LED循环闪烁】2022-12-7
c语言·经验分享·笔记·嵌入式硬件·51单片机
物随心转1 天前
ARM的TrustZone
嵌入式硬件
风_峰1 天前
PuTTY软件访问ZYNQ板卡的Linux系统
linux·服务器·嵌入式硬件·fpga开发
田甲1 天前
【STM32】串口的阻塞、中断、DMA收发
stm32·单片机·嵌入式硬件
酷~1 天前
单片机启动文件——数据段重定位,BSS段清零
单片机·嵌入式硬件
wotaifuzao1 天前
单片机的RAM与ROM概念
单片机·嵌入式硬件
jz-炸芯片的zero1 天前
【Zephyr电源与功耗专题】14_BMS电池管理算法(三重验证机制实现高精度电量估算)
单片机·物联网·算法·zephyr·bms电源管理算法
三佛科技-134163842121 天前
蒸面器/蒸脸仪方案开发,蒸面器/蒸脸仪MCU控制方案分析
单片机·嵌入式硬件
一支闲人1 天前
带你了解STM32:GPIO通用输入输出口
stm32·基础知识·适用于新手小白