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[導(dǎo)讀]▼關(guān)注公眾號:工程師看海▼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。仿真文件獲取,公眾號后臺回復(fù):弱電...

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。


仿真文件獲取,公眾號后臺回復(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是負載電流,其電流值不隨負載變化,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(這個名字聽著高大上)。





推導(dǎo)過程很簡單,電流I1 = I2:








Io=-Ui/Ro,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。


下面我們進行仿真,仿真使用的運放是LM324,為什么選這個運放呢?因為這個運放性能不夠,一會我們再選個性能好的運放,看下二者差異。


仿真文件獲取,公眾號后臺回復(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的直流存在呢?




這是因為LM324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放,繼續(xù)使用LM324,同時又保持很低的偏執(zhí)呢?


以上就是弱電流源的一種實現(xiàn)原理,你學(xué)廢了嗎?


感謝點贊、分享、在看。


---The end---



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