弱電流源是怎么實(shí)現(xiàn)的？咱們來仿個(gè)真！

原文來自公眾號：工程師看海

在我們電子電路設(shè)計(jì)中，有兩種電源，一種是電壓源，另一種是電流源。相比于電壓源，電流源的使用場景稍微少一點(diǎn)。今天，結(jié)合仿真，介紹下一種基于運(yùn)放的微弱電流源基本實(shí)現(xiàn)原理，理論計(jì)算與仿真驗(yàn)證相結(jié)合，寫的清晰易懂，保證一學(xué)就廢。

仿真文件獲取，公眾號后臺(tái)回復(fù)：弱電流源

在本科階段，模擬電子電路技術(shù)中就介紹過一種電流源：基于三極管的鏡像恒流源。

Ic1是負(fù)載電流，其電流值不隨負(fù)載變化，可以實(shí)現(xiàn)恒流，基本原理如下：

T0和T1是兩只一樣的管子，工作在放大狀態(tài)，兩個(gè)管子B極電位相等，所以Ib0=Ib1，兩個(gè)管子一樣那么放大倍數(shù)β也一樣，所以Ic0=Ic1=β*Ib0，Ic0與Ic1呈現(xiàn)鏡像關(guān)系，因此被叫做鏡像電流源。

下面介紹下今天的主角，基于運(yùn)放的電流源設(shè)計(jì)，這個(gè)電路又叫做豪蘭德電流源電路（這個(gè)名字聽著高大上）。

推導(dǎo)過程很簡單，電流I1 = I2:

Io=-Ui/R，輸出電流與輸入電壓成正比，只要輸入電壓固定，輸出電流也就固定了，實(shí)現(xiàn)了電流源功能。

下面我們進(jìn)行仿真，仿真使用的運(yùn)放是LM324，為什么選這個(gè)運(yùn)放呢？因?yàn)檫@個(gè)運(yùn)放性能不夠，一會(huì)我們再選個(gè)性能好的運(yùn)放，看下二者差異。

仿真文件獲取，公眾號后臺(tái)回復(fù)：弱電流源

輸入電壓見下圖紅色波形，電壓是±200uV，而匹配電阻是1K，因此根據(jù)前文計(jì)算，輸出電流應(yīng)該是±200nA，輸出電流見下圖綠色曲線（1mV/1mA），從波形看是滿足±200nA的理論分析的，但是為什么綠色電流波形有一個(gè)負(fù)的直流存在呢？

這是因?yàn)長M324性能不夠，偏置不好（nA級別）。在電路參數(shù)不變情況下，我們換偏置更好的ICL7652D（pA級別）再仿真下，

換性能更好的運(yùn)放后結(jié)果就好很多了，紅色還是輸入電壓±200uV，綠色是輸出電流是±200nA，也看不到有偏置存在了。這樣就與前文的理論分析保持一致啦。

那么可不可以不換運(yùn)放，繼續(xù)使用LM324，同時(shí)又保持很低的偏執(zhí)呢？

以上就是弱電流源的一種實(shí)現(xiàn)原理，你學(xué)廢了嗎？

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