电流源(08-100)

　　通过二极管的偏置电流会使负输入端电压比输出端低 1 个二极管压降。负反馈使输入匹配于负载电压，也应比输出电压低 1 个二极管压降，如下方程式所示：

　　负反馈使运算放大器调节其输出，使之与输入电压相匹配，当输出电压比负载电压高 1 个二极管压降时该情况发生。

　　将电阻从输出端连接至正输入端。同样，电阻上的电压是 1 个二极管压降。负载电流由电阻 (Rset) 来设定，如下式所示：

　　现在您可能会想，如果电阻提供正反馈与负反馈，电路怎么还能继续工作呢?没错，电阻确实提供正反馈，但负载的电阻会让其小于单位增益。不过，负反馈不会衰减(仅略微降低)，因此负反馈大于正反馈，净反馈为负。只有偏置电压小于负载电压时，二极管才传导电流。

　　这种电路很容易构建。其主要局限性在于二极管会获得一定的参考电压。压降是温度的函数。不过对许多应用来说，这种性能已经足够了。这种电流源只能支持一组设定的电压值，但是有些应用还需要压控电流源。

　　压控运算放大器电流源

　　我们可以很容易设计出增益为 2 的运算放大器。假设反馈电阻实际就是分压器，负载电压增益为 2，那么衰减后就变成单位增益。图3给出了这种拓扑结构的示意图。

　　图 3 运算放大器可变电流源

　　运算放大器的输出是负载电压的两倍，随后通过一对置位电阻 (set resistor) 衰减。我们针对该分压器采用戴维南 (Thevenin) 等效定理，可以直接得出负载电流，如下式所示：

　　该电路的优势在于，它能支持可变置位电压 (variable set voltage)，而且只需采用一个运算放大器即可。其最大的不足在于工作范围有限。输出电压是负载电压的两倍。具有 ±5 V 电源以及轨至轨输出的运算放大器仅能支持 ±2.5 V的 Vload 范围。

　　改进的压控运算放大器电流源

　　假设信号在翻倍后没有衰减，而是在翻倍之前衰减，那么就可以解决电压范围的局限性问题了。图4示出了这种拓扑结构的示意图。

　　图 4 改进的运算放大器可变电流源