恒流源差放的疑惑请maychang老师指点

只看该作者 · 2010-3-15 21:22

有一点不懂：
1和3组成镜像电流源，那么2和4的集电极电流应该相等，和等于2mA，如果2的输入端接信号，4的输入端接地。那么，2和4的集电极电流就不会相等了，这与镜像电流源的说法似乎有些矛盾，有些疑惑。

3万 · 2010-3-15 21:48

实际电流源并非理想电流源，总还有一定电阻，动态内阻非常高而已。
两图中镜像电流源均是输入级三极管的负载。负载电阻非常高，那么三极管集电极电流非常微小的变化，负载上电压就有很大的变化，换言之，输入级电压增益很大。
实际上，有信号输入时，输入级两管集电极电流仅有极小的差别，稍大就会超出放大器的线性范围，而这极小的差别，正是我们所需要的放大后的输出。
要是还不清楚，等HWM来讲讲？

只看该作者 · 2010-3-15 21:57

嘿嘿，还是有些愚钝.....
您刚才提到的动态内阻高书上也说了，恒流源的阻抗理论上无穷大，作为集电极的负载，电路的增益非常大。我对阻抗很高这一点不懂。请老师指教！

只看该作者 · 2010-3-16 00:24

如果2的输入端接信号，4的输入端接地。那么，2和4的集电极电流就不会相等了，这与镜像电流源的说法似乎有些矛盾，有些疑惑。
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这个问题用不着maychang老师来回答，
其实本质的问题在于，你不能从开环来分析运放的工作情况。

这个不用疑惑，2的输入端接信号，4的输入端接地，那么不仅是集电极电流不相等，而是一个上根本就没有电流了（忽略恒流源B上的电流），因为开环放大增益非常大，只要稍微不相等，就破坏了平衡的条件。
而且用不着差那么多，只要两个输入端稍有不同，输出就会饱和，因为差动放大即使单级增益也非常大，加上maychang老师的那句话，还要加一个但是，但是“实际电流源并非理想电流源，总还有一定电阻，动态内阻非常高而已” ，造成增益不是无穷大，否则增益还会更大。
所以运放都要闭环使用，在输入上的稍有不同，就强烈反映在了输出上，然后输出通过负反馈回路改变输入的值，具体怎么改变看你电路怎么接，反正要有反馈。这样两方面共同作用的结果就是只有运放的两个输入端相等（有非常微小的差别，可以忽略不计）的时候，电路才会平衡，运放内部也才会平衡。所以才能导出虚短和虚地的公式。

简单总结来说，只要运放是在正常工作，内部就肯定是平衡的，那么Q2和Q4的集电极电流就一定也相等。

1万 · 2010-3-16 01:47

如果2的输入端接信号，4的输入端接地。那么，2和4的集电极电流就不会相等了

说说你的理由

只看该作者 · 2010-3-16 03:45

他说的是开环/非深度负反馈的情况下啦
不做IC一般不用考虑这种情况

2万 · 2010-3-16 08:22

哈，maychang兄把我顶在杠头上了。

严格来说，电流源不能串联（就象电压源不能并联一样）。正是如此，给楼主造成了困惑，但那时“理想状态”。

这是运放的输入级，如果按理想运放来说，那恰是所要求的——增益无穷大（4楼已经提及）。可是，完全理想的电流源是不存在的（何况IC中只是简单的用晶体管作为电流源用），所以此地“电流源”的串联在一定的条件下是成立的——即深度负反馈。采用这种结构可以大大地提高运放的开环增益和失调电流。

2万 · 2010-3-16 08:45

本帖最后由 HWM 于 2010-3-16 08:50 编辑

另外，差分对管的发射级串的那个电流源（晶体管）起着增大共模抑制比的作用。作为运放的输入级，这是个合理的电路（虽然并非最好），但单独使用却不妥。这不仅是因为增益过大，而且由于使用“晶体管”作为Rc，一致性，线性性和稳定性都差。这些“丑”只有在深度负反馈之“白”下才能得以遮掩。