弱电流源是怎么实现的？咱们来仿个真！

原文来自公众号：工程师看海

在我们电子电路设计中，有两种电源，一种是电压源，另一种是电流源。相比于电压源，电流源的使用场景稍微少一点。今天，结合仿真，介绍下一种基于运放的微弱电流源基本实现原理，理论计算与仿真验证相结合，写的清晰易懂，保证一学就废。

仿真文件获取，公众号后台回复：弱电流源

在本科阶段，模拟电子电路技术中就介绍过一种电流源：基于三极管的镜像恒流源。

Ic1是负载电流，其电流值不随负载变化，可以实现恒流，基本原理如下：

T0和T1是两只一样的管子，工作在放大状态，两个管子B极电位相等，所以Ib0=Ib1，两个管子一样那么放大倍数β也一样，所以Ic0=Ic1=β*Ib0，Ic0与Ic1呈现镜像关系，因此被叫做镜像电流源。

下面介绍下今天的主角，基于运放的电流源设计，这个电路又叫做豪兰德电流源电路（这个名字听着高大上）。

 

推导过程很简单，电流I1 = I2:

 

Io=-Ui/R，输出电流与输入电压成正比，只要输入电压固定，输出电流也就固定了，实现了电流源功能。

下面我们进行仿真，仿真使用的运放是LM324，为什么选这个运放呢？因为这个运放性能不够，一会我们再选个性能好的运放，看下二者差异。

仿真文件获取，公众号后台回复：弱电流源

 

输入电压见下图红色波形，电压是±200uV，而匹配电阻是1K，因此根据前文计算，输出电流应该是±200nA，输出电流见下图绿色曲线（1mV/1mA），从波形看是满足±200nA的理论分析的，但是为什么绿色电流波形有一个负的直流存在呢？

 

这是因为LM324性能不够，偏置不好（nA级别）。在电路参数不变情况下，我们换偏置更好的ICL7652D（pA级别）再仿真下，

 

 

换性能更好的运放后结果就好很多了，红色还是输入电压±200uV，绿色是输出电流是±200nA，也看不到有偏置存在了。这样就与前文的理论分析保持一致啦。

 

那么可不可以不换运放，继续使用LM324，同时又保持很低的偏执呢？

以上就是弱电流源的一种实现原理，你学废了吗？

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