在查看芯片手册时,我们经常会发现芯片框图中出现恒流源。下图所示LM358运算放大器规格书中功能框图的恒流源:
电源芯片SS端内部的恒流源:
其实,IC内部电路的偏置,大多通过恒流源或者恒压源来提供。这与电源波动影响到模拟电路有关,因为电源波动会通过电路的参考电压或偏置电压窜入信号回路。
在设计中,无论是恒流源还是恒压源,都可以大幅度衰减电源纹波窜入内部电路的偏置,保证了电路的稳定性。
举个例子,使用三极管做的分立器件电路,它们的偏置电路一般都是通过1个或者2个电阻直接连接电源。假如偏置电阻的值是100kΩ,那它对电源纹波的阻抗也就是100 kΩ。
而恒流源有一个特性:理想的恒流源它的交流阻抗无穷大。也就是说当恒流源用于电路偏置的时候,相当于在电路和干扰源之间连接了一个阻值为无穷大的电阻,那么干扰信号自然就被衰减很多了。所以偏置电路使用电阻的方式远远不能达到恒流源的“交流阻抗无穷大”。
而恒流源在保证交流阻抗无穷大的同时,又能保证恒定的电流输出,这一点它和普通的电阻又有不同。
如果IC内部的偏置采用恒压源,那也不错。因为恒压源可以保证参考信号的稳定和纯净,这样可以不受外部电源噪声等影响,电路自然就稳定。
不过,虽然用IC会比用分立器件搭电路的纹波抑制比好,但是在实践中也发现某些IC经常会出现由IC电源端进入的噪声。这种问题的处理方法可以在电源入口加磁珠、增加RC滤波回路、将去耦电容放在IC输入口就近的PIN脚上或做一些PCB板回流路径的优化就会好很多。