技术领域
[0001] 本
发明涉及电子技术领域，特别涉及一种负反馈电流源电路及电子设备。
背景技术
[0002] 目前，常用的电流源电路包括镜像电流源结构的电路与采用
运算放大器负反馈电流源结构的电路，镜像电流源结构的电路的结构示意图，如图1所示，两个双极性晶体管BJT(bipolarjunction transistor)在特征上完全一样，即IB1＝IB2、β1＝β2＝β、ICEO1＝ICEO2，其中，IB表示基极电流，β与ICEO均为BJT管子的特性参数，β是直流电流放大系数，ICEO是基极开路时集极-射极间的反向穿透电流，由于两个
三极管Q1与Q2具有相同的基极-射极
电压VBE，因此，从电路基本原理分析可知，IC1＝IC2＝IO，其中，IC表示集
电极电流，IO表示产生的电流源，由基尔霍夫电流定律可知，IRL＝IC1+2*IB＝IC1*(1+2/β)，则IO＝IRL/(1+2/β)，其中，IRL表示流经负载RL的电流，如果β＞＞2，且VCC＞＞VBE，则电流源的值IO≈VCC/RL，其中，VCC表示
电源电压。
[0003] 采用
运算放大器负反馈电流源结构的电路的结构示意图，如图2所示。采用运算放大器加三极管的结构，运算放大器的正输入端输入一个参考电压VREF，运算放大器采用闭环负反馈，运用虚短的理论可知VA＝VREF，流入
电阻R2的电流Io＝VA/R2＝VREF/R2，在VCC-RL1-Q1-R2-GND支路上的电流就恒定为Io，其中，负反馈流程如下：若电流Io变大，则A点电压VA升高，流经运算放大器输入端的净电压(即：VREF-VA)降低，于是，运算放大器输出端输出的电压也会降低，导致三极管Q1的基极电流降低，流经VCC-RL1-Q1-R2-GND支路的电流Io也会降低，从而实现了输出电流Io稳定。
[0004] 然而，在实现发明的过程中，本
申请的
发明人发现，对于镜像电流源结构的电路，负载RL必须上拉到一个电源VCC，电流稳定度受电源VCC
波动影响较大，而且，该种结构对两个三极管的对称性要求很高，实际工艺实现复杂。对于采用运算放大器负反馈电流源结构的电路，负载RL1的一端必须上拉到电源VCC，无法应用于要求负载RL1接地的场景。
发明内容
[0005] 本发明实施方式的目的在于提供一种负反馈电流源电路及电子设备，利用第一级负反馈电流源电路实现第二恒定电流输出的同时，实现第二负载接地功能，从而应用于要求负载接地的应用场景。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种负反馈电流源电路，包括：第一级负反馈电流源电路与第二级负反馈电流源电路；
[0007] 所述第一级负反馈电流源电路，用于产生流经第三电阻的第一恒定电流，并为所述第二级负反馈电流源电路提供基准电压；其中，所述第三电阻连接上拉电压源；
[0008] 所述第二级负反馈电流源电路，用于根据所述第一级负反馈电流源电路提供的基准电压，产生流经第二负载的第二恒定电流；其中，所述第二负载接地。
[0009] 本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括：上述负反馈电流源电路。
[0010] 本发明实施方式相对于
现有技术而言，第一级负反馈电流源电路，产生流经第三电阻的第一恒定电流，通过产生的第一恒定电流，生成了第三电阻的端电压，并将该第三电阻的端电压作为基准电压，提供给第二级负反馈电路，从而与第二级负反馈电流源电路
串联，第二级负反馈电流源电路，根据第一级负反馈电流源电路提供的基准电压，产生了流经接地的第二负载的第二恒定电流，使得第二级负反馈电流源电路，不仅能够产生第二恒定电流而且实现了第二负载接地功能，从而使该负反馈电流源电路，可以应用于要求负载接地的应用场景。
[0011] 另外，所述第一级负反馈电流源电路具体包括：三极管Q1、第一运算放大器OP1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第一负载RL1；所述第一运算放大器OP1的正输入端接基准电压输入端VREF，负输入端经所述第二电阻R2后接地，所述第一运算放大器OP1的输出端经所述第一电阻R1后连接至所述三极管Q1的基极；所述三极管Q1的集电极先经所述第一负载RL1，再经所述第三电阻R3后，连接所述上拉电压源，发射极经所述第二电阻R2后接地。
[0012] 采用上述结构的第一级负反馈电流源电路，不仅能够产生第一恒定电流，而且使得第一级负反馈电流源电路在实际应用中，连接于具体负载时，也能为第二级负反馈电流源电路提供恒定的基准电压。
[0013] 另外，所述三极管Q1为NPN型三极管。
[0014] 通过NPN型三极管Q1，在保证负反馈电流源电路功能的同时，根据电路结构选择合适的三极管，使得整个电路的结构相对简单。
[0015] 另外，所述第二级负反馈电流源电路包括：复合三极管Q2、第二运算放大器OP2、第四电阻R4、第五电阻R5及第二负载RL2；所述第二运算放大器OP2的正输入端连接至所述第一级负反馈电流源电路，负输入端连接至所述复合三极管Q2的发射极，所述第二运算放大器OP2的输出端经所述第四电阻R4连接至所述复合三极管Q2的基极；所述复合三极管Q2的集电极经所述第二负载RL2后接地，发射极经所述第五电阻R5后接上拉电压。
[0016] 采用上述第二级负反馈电流源电路，不仅能够产生第二恒定电流，而且实现了第二负载接地功能，从而能够应用于更多场景。
附图说明
[0017] 图1是现有技术中的一种镜像电流源结构的电路结构示意图；
[0018] 图2是现有技术中的运算放大器负反馈电流源结构的电路结构示意图；
[0019] 图3是根据本发明第一实施方式的一种负反馈电流源电路的结构示意图；
[0020] 图4是根据本发明第二实施方式的一种负反馈电流源电路的结构示意图；
[0021] 图5是根据本发明第三实施方式的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0022] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和
修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
[0023] 本发明的第一实施方式涉及一种负反馈电流源电路。具体结构示意图，如图3所示。
[0024] 第一级负反馈电流源电路10，用于产生流经第三电阻的第一恒定电流，并为第二级负反馈电流源电路提供基准电压，其中，第三电阻连接上拉电压源Vcc。
[0025] 具体地说，第一级负反馈电流源电路包括：NPN型三极管Q1、第一运算放大器OP1、第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3，其中，第一运算放大器OP1的正输入端接基准电压输入端VREF，负输入端经第二电阻R2后接地，第一运算放大器OP1的输出端经第一电阻R1后连接至三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极经第三电阻R3后，连接上拉电压源Vcc，发射极经第二电阻R2后接地，其中，上述Q1除了是NPN型三极管外，还可以为N型金属
氧化物
半导体NMOS(Negative channel-Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管。进一步地，第二级负反馈电流源电路，连接至第一级负反馈电流源电路的第三电阻R3，与三极管Q1的集电极之间的
节点B1。
[0026] 需要说明的是，在上述第一级负反馈电流源电路中，上拉电压Vcc-第三电阻R3-三极管Q1-第二电阻R2的电流，即为第一恒定电流，记作Io1，其中，Io1＝VREF/R2，由于支路电流Io1恒定，因此流经第三电阻R3后的压降是恒定的，也就是说，第一级负反馈电流源电路的第三电阻R3，与三极管Q1的集电极之间的第一节点B1的电压是恒定的。
[0027] 第二级负反馈电流源电路11，用于根据第一级负反馈电流源电路提供的基准电压，产生流经第二负载的第二恒定电流，其中，第二负载接地。
[0028] 具体地说，第二级负反馈电流源电路包括：两个PNP型的复合三极管Q2、第二运算放大器OP2、第四电阻R4、第五电阻R5及第二负载RL2，其中，第二运算放大器OP2的正输入端连接至第一级负反馈电流源电路的第三电阻R3，与三极管Q1的集电极之间的第一节点B1，负输入端连接至复合三极管Q2的发射极，第二运算放大器OP2的输出端经第四电阻R4连接至复合三极管Q2的基极，复合三极管Q2的集电极经第二负载RL2后接地，发射极经第五电阻R5后接上拉电压源Vcc，其中，Q2除了可以是复合三极管外，还可以为功率三极管，或者场效应管，具体采用哪种器件，根据实际电路中，运算放大器的输出电流能
力与电流源的输出功率具体而定，第二负载RL2的阻值是可以随着使用时间的增加或其它外界条件的变化而变化的。
[0029] 需要说明的是，第二级负反馈电流源电路的第二运算放大器OP2的正输入端，连接至第一级负反馈电流源电路的第一节点B1，基于运放使用原理，第二级负反馈电流源电路的节点C的电压Vc等于第一节点B1的电压Vb1，于是第五电阻R5与第三电阻R3的端电压相等，又因为上拉电压Vcc-第三电阻R3-三极管Q1-第二电阻R2的电流恒定为Io1，则第三电阻R3两端的压降U＝Io1*R3＝VREF*R3/R2，因此，流经第五电阻的电流Io2＝U/R5＝(VREF*R3)/(R2*R5)，当第二级负反馈电流源电路的负反馈平衡后，上拉电压源Vcc-第五电阻R5-复合三极管Q2-第二负载RL2-地GND支路的电流就恒定为Io2，即得到第二恒定电流Io2，当Io2发生变化时，第二级负反馈电流源电路会使电流输出稳定；此种电路结构实现了第二负载RL2一端接地即可，无需再要求负载连接上拉电压源Vcc。
[0030] 特别地，根据图3所示的电路结构，经过简单计算可知，第一级负反馈电流源电路的第一恒定电流Io1，与第二级负反馈电流源电路的第二恒定电流Io2，满足一定比例，记作η，其中，η＝Io2/Io1＝R3/R5，即流经第三电阻R3与第二负载RL2的电流为一个固定比例，该比例只与第三电阻R3与第五电阻R5有关，从而实现了两个电流的比例关联。当第三电阻R3为一个精密电位器时，上述比例η可以任意设置，如果需要将第二负载的电流设定在某一个值上，可以采用数模
块转换器来调节基准电压VREF的值，实现第一恒定电流的任意设定，从而实现第二恒定电流的任意设定。
[0031] 与现有技术相比，在本实施方式中，第一级负反馈电流源电路通过NPN型三极管Q1、第一运算放大器OP1、第一电阻R1、接地的第二电阻R2及连接上拉电压源的第三电阻R3的连接关系，产生流经第三电阻的第一恒定电流，并生成了第三电阻的端电压，从而为第二级负反馈电路提供基准电压，第二级负反馈电流源电路与第一级负反馈电流源电路串联，通过复合三极管Q2、第二运算放大器OP2、第四电阻R4、连接上拉电压源Vcc的第五电阻R5及接地的第二负载RL2的连接关系，不仅产生了流经第二负载的第二恒定电流，实现了第二负载接地功能，而且使得第一恒定电流与第二恒定电流满足一定比例，同时该比例只与第三电阻与第五电阻有关，带来灵活多变的应用。
[0032] 本发明的第二实施方式涉及一种负反馈电流源电路。第二实施方式是在第一实施方式
基础上的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第二实施方式中，在第一级负反馈电流源电路10中增加了第一负载RL1，这使得第一级负反馈电流源电路在实际应用中，当连接于阻值可变的具体负载时，也能使第二级负反馈电流源电路产生恒定电流，具体结构示意图，如图4所示。
[0033] 第一级负反馈电流源电路10，用于产生流经第一负载的第一恒定电流，并为第二级负反馈电流源电路提供基准电压，其中，第一负载经第三电阻后，连接上拉电压Vcc。
[0034] 具体地说，第一级负反馈电流源电路包括：NPN型三极管Q1、第一运算放大器OP1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第一负载RL1，第一运算放大器OP1的正输入端接基准电压输入端VREF，负输入端经第二电阻R2后接地，第一运算放大器OP1的输出端经第一电阻R1后连接至三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极先经第一负载RL1，再经第三电阻R3后，连接上拉电压，发射极经第二电阻R2后接地，其中，第一负载RL1的阻值是可以随着使用时间的增加或其它外界条件的变化而变化的。进一步地，第二级负反馈电流源电路，连接至第一级负反馈电流源电路的第一负载RL1，与第三电阻R3之间的第二节点B2，这样，即使电压源Vcc上
叠加有干扰
信号，第一级电流源流经第三电阻R3产生的端电压也是永远恒定的，从而保证了加在第五电阻R5上的电压恒定，进而提高了整个电路的电源抑制比。
[0035] 更进一步地，第二级负反馈电流源电路11的第二运算放大器OP2的正输入端，连接至第一级负反馈电流源电路的第二节点B2，基于运放使用原理，第二级负反馈电流源电路的节点C的电压Vc等于第二节点B2的电压Vb2，于是第五电阻R5与第三电阻R3的端电压相等，又因为Vcc-第三电阻R3-第一负载RL1-三极管Q1-第二电阻R2的电流恒定为Io1，则第三电阻R3两端的压降U＝Io1*R3＝VREF*R3/R2，因此，流经第五电阻的电流Io2＝U/R5＝(VREF*R3)/(R2*R5)，当第二级负反馈电流源电路的负反馈平衡后，上拉电压源Vcc-第五电阻R5-复合三极管Q2-第二负载RL2-地GND支路的电流就恒定为Io2，即得到第二恒定电流Io2，当Io2发生变化时，第二级负反馈电流源电路会使电流输出稳定，且第二负载RL2一端接地即可，无需再连接上拉电压源Vcc。
[0036] 特别地，根据图4所示的电路结构，经过简单计算可知，第一级负反馈电流源电路的第一恒定电流Io1，与第二级负反馈电流源电路的第二恒定电流Io2，满足一定比例，记作η，其中，η＝Io2/Io1＝R3/R5，即流经第三电阻与第二负载的电流为一个固定比例，该比例只与第三电阻R3与第五电阻R5有关，从而实现了两个电流的比例关联。当第三电阻为一个精密电位器时，上述比例η可以任意设置，如果需要将第二负载的电流设定在某一个值上，可以采用数模块转换器来调节基准电压VREF的值，实现第一恒定电流的任意设定，从而实现第二恒定电流的任意设定。
[0037] 本实施方式，为第一级负反馈电流源电路，增加第一负载RL1，使得第一级负反馈电流源电路在实际应用中，连接于具体负载中时，也能使得第二级负反馈电流源电路基于第三电阻R3的端电压，产生稳定的第二恒定电流，且该第二恒定电流不因第一负载自身特性的变化而变化。
[0038] 本发明第三实施方式涉及一种电子设备，如图5所示，包括：上述负反馈电流源电路511。
[0039] 负反馈电流源电路511，用于在负载接地的情况下，产生恒定电流。
[0040] 本实施方式，将负反馈电流源电路应用于实际的电子设备中，实现了负反馈电流源电路的实际应用。
[0041] 本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体
实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
