??干貨收藏！微弱電流源基本實現(xiàn)原理

??文/中信華PCB

??在我們電子電路設(shè)計中，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。今天，結(jié)合仿真，介紹下一種基于運放的微弱電流源基本實現(xiàn)原理，理論計算與仿真驗證相結(jié)合，寫的清晰易懂，保證一學(xué)就廢。

??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。

??在我們的電子電路設(shè)計中，有兩種電源，一種是電壓源，另一種是電流源。與電壓源相比，電流源的使用場景稍少。今天小編特意請來了中信華十多年電路設(shè)計經(jīng)驗的工程師，為大家介紹一下基于運算放大器的下一代微弱電流源的基本實現(xiàn)原理。理論計算與仿真驗證相結(jié)合，讓繁瑣的理論知識躍然紙上！

??在本階段，率先介紹了模擬電子電路技術(shù)中的一種電流源：基于三極管的圖像恒流源。

??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)，兩個管子B極電位相等，所以Ib0=Ib1，兩個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，基于運放的電流源設(shè)計，這個電路又叫做豪蘭德電流源電路。

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，實現(xiàn)了電流源功能。

??下面我們進(jìn)行仿真，仿真使用的運放是LM324，這個運放性能不夠，晚些再選個性能好的運放，看下二者差異。

??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負(fù)的直流存在呢？

??這是因為LM324沒有足夠的性能和較差的偏差（Na級）。在電路參數(shù)不變的情況下，我們以更好的偏置改變icl7652d（PA電平），然后對其進(jìn)行仿真，

??對運算放大器進(jìn)行改進(jìn)后，性能得到了改善。紅色仍然是輸入電壓±200uv，綠色是輸出電流±200na，并且沒有偏置。

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