如何創(chuàng)建可編程輸出反相降壓-升壓穩(wěn)壓器

　　3.使用單PNP的部署。

　　PNP Q1的基極接地，反射極通過電阻器連接DAC/電壓源。電壓源高于PNP基地發(fā)射下拉(VBE)時，會產(chǎn)生等式1所述的電流：

　　Rext設(shè)定為50kΩ。FB節(jié)點(diǎn)可以應(yīng)用基爾霍夫電流定律，您可以使用等式2計(jì)算電流IX：

　　在等式2中代入等式1，得出等式3，由此可以計(jì)算出調(diào)整輸出電壓VOUT所需的編程電壓VX：

　　將等式3變成等式4，可以得出根據(jù)VX值進(jìn)行變成的VOUT:

　　等式4說明了VOUT對晶體管VBE的從屬關(guān)系。晶體管VBE本身取決于集電極電流，隨溫度變化時，會影響編程VOUT的精確度。

　　下一個方法說明了如何從等式中移除VBE。圖4所示是一個有兩個PNP晶體管的電路，所采用的連接方式可以抵消VBE的影響。

　　方法2：使用兩個PNP的電平位移器

　　4.使用兩個PNP抵消VBE的部署。

　　本方法需要使用兩個PNP，最好是使用兩個組合包裝的PNP BJT，以確保兩個晶體管之間匹配良好。本方法還可以減少輸出電壓編程中的錯誤。

　　Q1晶體管的基極連接至程控電壓源。發(fā)射極經(jīng)由一個串聯(lián)電阻器RS連接至另一個正電軌，并且集電極接地。這樣便可以在晶體管的發(fā)射極形成一個VX+ VBE電壓。Q2晶體管的發(fā)射極通過電阻器RX連接至Q1的發(fā)射極。RX設(shè)置導(dǎo)入FB節(jié)點(diǎn)的電流?；鶚O接地后，Q2發(fā)射極節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個+VBE。等式5計(jì)算了流至發(fā)射極的電流(理想情況)：

　　之前曾解釋過，晶體管的VBE取決于集電極電流，如等式6所述：

　　其中IC為集電極電流，IS為飽和電流，VT為熱電壓。

　　如果兩個晶體管的集電極電流差異較大，則VBE不會完全彼此抵消。等式7闡述了晶體管兩個VBE之間的差異：

　　簡化為等式8：

　　其中X為兩個集電極電流的比率。

　　如您所見，如果兩個集電極電流相同，則VBE將完全抵消。在圖4所示的配置中，設(shè)定RS的值時，需要確保集電極電流之間的差異不是太大。在本例中，我選擇的RS為10k?，RX為50k?。VBE的增量也會隨著VT而變化，它會隨著溫度變化而發(fā)生。

　　方法3：改良版威爾遜電流鏡

　　使用電流鏡匹配集電極電流是一個非常有效的方法。對此，相比常規(guī)的電流鏡，威爾遜電流鏡是一個更好的選擇。圖5是威爾遜電流鏡中使用的原理圖。

　　5.使用威爾遜電流鏡部署

　　本方法中，有另外一個BJT，基極連接至Q1的集電極。Q3的發(fā)射極連接至電流鏡的VBE結(jié)點(diǎn)。程控電流經(jīng)Q3晶體管的集電極流至FB引腳。

　　現(xiàn)在可暫時忽略電阻器RB，等式9按照以下方式計(jì)算導(dǎo)入本設(shè)置中的參考電流：

　　等式10得出了導(dǎo)入電流與參考電流的比率。

　　在晶體管的增量() 為較大的值時，可以看到威爾遜電流鏡的精度遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)電流鏡。

　　威爾遜電流鏡不會完全消除對VBE的依賴性。但可以通過一個簡單的方法避開。將電阻器RB從源VX連接至電流鏡基極，如圖5所示，形成一個添加至參考電流IX的電流。將等式9改寫為等式11：

　　等式12選擇RB：

　　等式13：

　　等式13中的VBE組件完全抵消，得出等式14：

　　等式14說明，導(dǎo)入FB節(jié)點(diǎn)的電流僅基于程控電壓，不受VBE影響。

　　無論使用哪一種方法，都可以借助少數(shù)幾個組件為反相電軌創(chuàng)建一個程控輸出電壓。電路的復(fù)雜性依具體的系統(tǒng)要求而異。對于要求極高保真度的應(yīng)用，威爾遜電流鏡是最佳的解決方案，因?yàn)樗梢缘贸雠c程控電壓最接近的響應(yīng)。