快速响应V／I变换电路的实现

摘要：针对一些电流型负载驱动需要一定的电流，同时还需要有较快的响应速度的问题。文中通过PSPICE并采用实际的器件模型仿真了一种电压转电流电路，该电路可增大驱动电流，并可实现电流的快速动态响应(时间为百ns级)，同时可以消除响应中的振荡，且具有较好的线性度。
关键词：电流驱动；快速响应；消除过冲

0 引言
在一些驱动电路中，有些器件特性与电流成线性关系，为电流型驱动器件。这些器件(如半导体激光器)在不适当的工作条件下，可能会造成性能的急剧恶化乃至失效(如有些激光器在极短时间内的电流过冲都就有可能导致激光器损坏)。因此，在应用运放反馈回路的基础上，不仅要保证电流的线性度，而且还要消除阶跃过程中的过冲问题。本文通过电流驱动负载，设计了一种具有快速响应的电压转电流电路，同时采用PSPICE里的实际模型对电路进行了仿真，仿真响应时间为百ns。故该电路的设计对高速网络中有一定的参考价值。

1 电压转电流的理论分析
由集成运放搭建的反馈电路一般均可用图1所示的方框图来表示，可根据输出信号为电流和电压以及反馈信号为电压电流来进行分类(可分为四类)。本电路采用电流串联负反馈的形式，其输入和输出阻抗为：

其中Ri、R0是基本放大器的输入、输出电阻；A是负载为RL时基本放大器的增益，AS|RL=0分别是短路时的基本放大器的源增益，其中，。这里所指的基本放大器均应包括反馈网络的负载效应电阻。由公式可见，电流串联具有跨导放大器的特性，即具有较高的输入阻抗和输出阻抗。

2 用PSPICE建立仿真电路
图2所示是一种电压转电流的电路图，电路中的运放和三级管都是使用常规产品型号。采用的运放为高速运放，三极管为高频率器件，两者的高频率配合使得该电压转电流电路能够有更快的响应速度以及更高的带宽。由运放的虚短和虚断特性以及R1=R2，R5=R6可以推出负载电流和电压的关系为：

图2中的Cl为补偿电容，用于消除电路所产生的过冲。R7和R8为限流电阻，可用于保护三极管，R4为实际电路中假设的负载。设输入电压为上升下降时间均为20 ns的脉冲，因此，可对图2电路进行仿真。