结合模电分析电流源电路(简单晶体管电流源,Howland电流源,压控电流源)

目录

  • 集成运放中的电流源电路
    • A.镜像电流源/比例电流源/微电流源/威尔逊电流源(书本4.2节)
    • B.Howland电流源
    • C.压控电流源分析
    • D.电流源电路的实际应用
      • 1.使用MOS管接在运放输出级的方式
      • 2.使用三极管接在运放输出级的方式
      • 3.使用MOS管的压控电流源方式

读电子信息大类的都学过模电数电,但在工作中遇到就一脸懵逼了,博主觉得是学校里的知识和实际应用中使用的方法和称谓有差异,导致工作中不认识这些电路,这里博主把工作中常用的电路和书本中的电路做个对应,方便从书本知识到实际应用的过渡。

本文参考的教材是清华大学出版的模电(童诗白 华成英著)第四版

集成运放中的电流源电路

A.镜像电流源/比例电流源/微电流源/威尔逊电流源(书本4.2节)

这些电流源是在集成运放内部出现的电路,主要出现在集成芯片的数据手册里,实际应用不会这么使用,但要理解这些电流源工作的原理,可以参考下面连接
电路解析
结合模电分析电流源电路(简单晶体管电流源,Howland电流源,压控电流源)_第1张图片
结合模电分析电流源电路(简单晶体管电流源,Howland电流源,压控电流源)_第2张图片
结合模电分析电流源电路(简单晶体管电流源,Howland电流源,压控电流源)_第3张图片

B.Howland电流源

豪兰德电流源电路通过同时引入正反馈和负反馈,使输出电流稳定
参考链接https://blog.csdn.net/Hardware_harder/article/details/105617621
结合模电分析电流源电路(简单晶体管电流源,Howland电流源,压控电流源)_第4张图片

C.压控电流源分析

由下图公式可以看出Io的大小取决于输入电压Ui,这样的电流可以有输入电压精确控制,使用场景包括使用DAC将数字量转成电压控制电流大小,变成可由MCU控制电流大小的电流源。但这种电路的输出电流是运放来提供的,实际上运放不能提供大电流,所以应用中还会对电流做修改。
结合模电分析电流源电路(简单晶体管电流源,Howland电流源,压控电流源)_第5张图片

D.电流源电路的实际应用

Howland电流源在实际中用的很多,但是还不是像书本上这样的使用,常常在输出端增加三极管或MOS管构成的放大电路。原因是运放不能输出太大的电流,所以通过在运放的输出端增加放大电路的方式,达到增大输出功率的效果。

1.使用MOS管接在运放输出级的方式


2.使用三极管接在运放输出级的方式

结合模电分析电流源电路(简单晶体管电流源,Howland电流源,压控电流源)_第6张图片

3.使用MOS管的压控电流源方式

结合模电分析电流源电路(简单晶体管电流源,Howland电流源,压控电流源)_第7张图片

上面这些就是实际使用的Howland/压控电流源,基本上可以套这个公式 Io = Ui / RL,也就是说输出电流只和输入电压有关,那么就是一个电压控制电流的电流源电路,简称压控电流源。

此部分可参考书本8.4(利用集成运放实现的信号转换电路)

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