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---
本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。