电流源电路
电流源电路 howland电流源电路
电流源电路howland电流源电路最近研究了一些典型的电流源电路。
阅读了几遍经典的电流源电路设计应用手册。
结合工作中的经验把它他整理出来分享给大家。
力争在这一系列文档里，把常见的电流源电路分析全面。
电流源电路【1】howland电流源电路（一） 第一小节，先从我最近刚刚设计的一个howland电路开始。
一个项目要求将交流电压信号变化为输出+/-50mA的交流电流信号，以便长距离传输。
输入信号为有效值为+/-5V的50Hz交流电压信号。
信号误差要保持在1%以内。
供电用+/-12V到+/15V都可以。
这个电路可以用分立器件来设计，用运放驱动一个AB类功放。
AB类功放的输出端串联一个电阻作为取样电阻。
电流流过取样电阻形成的电压信号即为反馈信号。
这样设计有突出的缺点，使用分立器件较多，输出器过于复杂，还不易控制精度。
因此本文推荐一个更为简单的电路howland电流源电路。
Howland 电路的基本原理图如下：其中X1G表示理想运放。
根据理想运放的虚短、虚断特性我们可以推导出此howland电路输出电流与输入电压VP，VM的关系公式如下:[2] 在实际的电路设计中我们通常使得RX=RF and RZ=RI。
这样上面的公式就可以简化为： 电路输入的信号是单极性电压信号，可以把VM接地，即电压为0。
这样可以进一步简化公式来确定各电阻的值。
电流源电路【2】howland电流源电路（二） howland电路设计原理。
方案设计如下图： 电路选用最大可以输出200mA的大电流运放OPA551。
使用单运放来实现高精度的正负电流输出。
OPA551的最大失调电压为5mV。
而本设计要求的最大输入信号为7.071V。
因此失调电压的影响会小于0.1%。
电流流过的四个高精度电阻R5-R8形成的电压信号作为反馈信号反馈给正输入端电阻R4。
使用四个电阻的原因是，四个电阻可以分担输出的电流，保证电阻的产生的热量远低于额定功率; 再则这样可以匹配出更精确的阻值。
如何使用电路中的电流源和电压源
如何使用电路中的电流源和电压源电流源和电压源是电路中常见的两种电源元件，它们在电路设计和实际应用中发挥着重要作用。
本文将介绍如何正确使用电流源和电压源来满足不同的电路需求。
一、电流源电流源是一个可以提供稳定电流输出的电子元件，常用的电流源有恒流二极管和电流放大器等。
在电路中，电流源的作用是保持电路中的电流不随电阻的变化而改变，以确保电路的稳定工作。
1. 电流源的符号及特性在电路图中，电流源通常以一个短线与一个箭头表示。
箭头指向电流流向的方向，表示电流源输出的方向。
电流源的特性可以由其直流稳态特性和交流特性两个方面来描述。
直流稳态特性指的是电流源输出的直流电流不随电路中的负载变化而变化。
交流特性指的是电流源输出的电流在交流信号下保持稳定。
2. 使用电流源的注意事项（1）选择适合的电流源类型：根据电路的要求，选择合适类型的电流源。
例如，恒流二极管适合用于低功率、低电流的电路，而电流放大器适用于高功率的电路。
（2）确定电流源的工作范围：电流源有一定的工作范围，需要根据具体情况配置合适的电流源。
过小的电流源可能无法满足电路要求，过大的电流源可能会损坏电路元件。
（3）连接电流源：将电流源正确连接到电路中。
根据电流源的输入和输出端口连接到电路的相应位置，确保电流源与其他元件连接可靠。
二、电压源电压源是一个可以提供稳定电压输出的电子元件，常用的电压源有电池和稳压电路等。
在电路中，电压源的作用是提供稳定的电势差，驱动电流在电路中流动。
1. 电压源的符号及特性电压源通常以一个长线与一个箭头表示，箭头表示电压源的正极。
在电路图中，电压源可以是直流电源或交流电源，根据不同的需求来选择。
电压源的特性主要包括其电压稳定性、电流输出能力和输出波动等。
电压稳定性是指电压源输出的电压在不同负载条件下能够保持稳定。
电流输出能力是指电压源可以提供的最大电流。
输出波动是指电压源输出的电压在时间上的波动。
2. 使用电压源的注意事项（1）选择合适电压源类型：根据电路要求选择合适类型的电压源。
电路中的电流源和电压源
电路中的电流源和电压源电路中的电流源和电压源是电子学中常见的两种基本电源元件。
它们在各个电子设备中起着重要的作用，为电路提供稳定的电流或电压。
本文将介绍电流源和电压源的定义、特点以及在电路中的应用。
一、电流源的定义与特点电流源是一种能够在电路中提供稳定电流的元件。
它可以被看作是一个恒定电流输出的装置，不受外部负载的影响，始终保持输出电流不变。
电流源的主要特点如下：1. 恒定输出电流：电流源能够提供稳定的输出电流，无论外部负载是多大还是多小，输出电流都保持不变。
2. 内部电阻无穷大：电流源内部电阻被认为是无穷大，因此可以看作是电流不受外部负载影响。
3. 串联连接方式：电流源一般与电路中的负载串联连接，以保证输出电流的恒定。
二、电压源的定义与特点电压源是一种能够在电路中提供稳定电压的元件。
它可以被看作是一个恒定电压输出的装置，不受外部负载的影响，始终保持输出电压不变。
电压源的主要特点如下：1. 恒定输出电压：电压源能够提供稳定的输出电压，无论外部负载是多大还是多小，输出电压都保持不变。
2. 内部电阻为零：电压源的内部电阻被认为是零，因此可以看作是电压不受外部负载影响。
3. 并联连接方式：电压源一般与电路中的负载并联连接，以保证输出电压的恒定。
三、电流源和电压源在电路中的应用1. 电流源的应用：电流源常用于需要恒定电流的电路中，例如电流驱动器、传感器电路等。
由于电流源能够提供稳定的输出电流，可以使电路中其他元件正常工作，保证电路的稳定性。
2. 电压源的应用：电压源常用于需要恒定电压的电路中，例如放大器、滤波器等。
由于电压源能够提供稳定的输出电压，可以满足电路中其他元件对电压的需求，保证电路的正常运行。
总结：电路中的电流源和电压源是两种基本的电源元件，它们在电子学中扮演着重要的角色。
电流源提供稳定的输出电流，而电压源提供稳定的输出电压。
它们在各个电子设备中得到广泛应用，保证电路的正常工作。
在设计和搭建电子电路时，我们应根据实际需求选择合适的电流源和电压源，以提高电路的稳定性和可靠性。
基准电流源 产生电路
基准电流源产生电路
基准电流源产生电路是一种能够产生高精度、低温度漂移的电流源的电路，通常用于模拟电路中提供稳定的电流。
以下是几种常见的基准电流源产生电路：
1.镜像电流源：镜像电流源是一种基于晶体管电流镜的基准电流源。
它
通过将一个已知的参考电流镜像到另一个晶体管上，从而产生所需的基准电流。
这种电路具有高精度和低温度漂移的优点，因此在模拟电路中广泛应用。
2.带隙基准电流源：带隙基准电流源是一种基于带隙原理的基准电流源。
它通过将电压差转换为电流，产生稳定的基准电流。
带隙基准电流源具有低温度系数和低噪声的优点，因此在高精度模拟电路中应用广泛。
3.微电流源：微电流源是一种能够产生微安级别电流的基准电流源。
它
通常由一个高精度电阻和一个电源组成，通过将电源电压除以电阻值来产生微安级别的电流。
微电流源具有低功耗和高精度的优点，因此在低功耗应用中广泛使用。
4.偏置电压源：偏置电压源是一种基于运放的基准电压源，通过将运放
的输出端和输入端短接，使得运放工作在深度线性区，产生稳定的直流偏置电压。
偏置电压源通常具有高精度和低温度漂移的优点，因此在模拟电路中常用作偏置电压。
以上是几种常见的基准电流源产生电路，它们都具有不同的优点和适用范围。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的基准电流源产生电路，以确保电路性能的可靠性。
如何设计一个简单的电流源电路
如何设计一个简单的电流源电路在电子电路设计中，电流源是一个常见的电路元件，用于稳定地提供恒定的电流输出。
通过设计一个简单的电流源电路，我们可以实现电路中对电流的精确控制和稳定输出。
本文将介绍如何设计一个简单的电流源电路，并提供详细的步骤和示例。
一、电流源的基本原理在电子电路中，电流源是一种主动元件，它可以提供恒定的电流输出，不受外部电路阻抗的影响。
电流源主要基于负反馈原理工作，通过自动调整输出电流，保持输入电流与输出电流之间的恒定比例关系。
常见的电流源电路包括电流镜、负反馈电路和放大器等。
二、设计步骤1.确定所需的电流输出值首先，确定所需的电流输出值。
这个值可以根据具体的应用需求来确定，例如驱动LED需要的电流、激励传感器等。
2.选择合适的电流源电路类型根据所需的电流输出值和应用需求，选择合适的电流源电路类型。
常见的电流源电路有简单的恒流二极管电路、恒流镜电路、差分放大器电流源等。
3.计算电路参数根据所选电流源电路，计算电路所需的元器件参数。
主要包括电阻值、跨导值、电压值等。
其中，电流源电路的关键参数是跨导值，它决定了输出电流的稳定度和精度。
4.选择合适的元器件根据计算得到的电路参数，选择合适的元器件。
常见的元器件包括二极管、电阻、晶体管等。
在选择元器件时，要考虑元器件的工作电流范围、温度特性和可靠性等因素。
5.进行电路仿真和优化使用电路仿真软件（如SPICE）对设计的电路进行仿真和优化。
通过仿真可以验证电路的性能和稳定度，并做出相应的调整和优化。
6.制作和测试电路根据设计的电路图，进行电路的制作和组装。
在测试过程中，应测量电流源电路的输出电流，并与设计值进行对比，验证电路的实际性能。
三、示例电路设计假设我们需要设计一个输出电流为1mA的电流源电路。
以下是一个简单的恒流二极管电路设计示例：电路图：```R1Vin ---/\/\/\/-----|>|-- VoutR2```电路参数计算：假设二极管的压降为0.7V，根据欧姆定律，可得：R1 = (Vin - Vout) / Iout = (Vin - Vout) / 0.001AR2 = Vout / Iout = Vout / 0.001A选择元器件：选择合适的二极管和电阻来满足电路设计要求。
高二物理竞赛课件基本电流源电路
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二、威尔逊电流源
+Vcc
电路：
❖T0、T1 、 T2特性一致， 0 = 1= 2 ；
T0 IC0
2IB
❖ T1的rce是T2的发射极电阻Re ；
B
❖ IC2为输出电流。UBE0=UBE1， IC1 =IC0 =IC 。
IR R IB2
T1 A IC1
IE2 T2
IC2
工作原理： 因为rce1非常大，所以可使IC2高度稳定。
IE1
Re
IC1
UT Re
ln
IR IC1
计算R和Re的数值
R VCC UBE0 IR
Re
UT IC1
ln
IR IC1
若VCC＝15V，IR＝1mA，UBE0＝0.7V， UT＝26mV，IC1＝20A，则
IR
VCC
UBE0 R
R VCC UBE0 15 0.7 kΩ 14.3kΩ
ln
IR IC1
Re0 Re1
IR
2
微电流源：
IC1
UT Re
ln
IR IC1
较小时，误差增大，需改进电路。 7
一、加射极输出器的电流源
+Vcc
电路： ❖T0、T1 、 T2特性一致， 0 = 1= 2 ；
IR R
IC1
❖ T2：射极输出器；
IC0 IB2
T2
IE2
❖ IC1为输出电流。UBE0=UBE1，IB1= IB0= IB T0
11
设三个集电区的面积分别为S0、S1、S2，则
IC1 S1 ，IC2 S2 IC0 S0 IC0 S0
根据所需静态电流，来确定集电结面积。
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基本镜像电流源电路
基本镜像电流源电路电流源是电子电路中常见的一种电源，它可以提供一个恒定的电流输出。
电流源电路的设计和实现对于各种电子系统的性能和稳定性都有很大的影响。
本文将介绍基本镜像电流源电路的原理、特点和应用。
一、基本镜像电流源电路的原理基本镜像电流源电路是一种基于晶体管的电流源电路。
它由两个晶体管组成，其中一个是PNP型，另一个是NPN型。
这两个晶体管的基极相连，而它们的发射极和集电极则分别连接到电路的输出和电源。
如图1所示。
图1 基本镜像电流源电路当电路中的输入电压变化时，PNP晶体管的电流也会随之变化。
这个变化会引起NPN晶体管的电流相应地变化，从而保持输出电流的恒定。
这种电路的原理可以用下面的公式来表示：Iout = (Vbe1 - Vbe2) / R其中，Iout是输出电流，Vbe1和Vbe2分别是PNP晶体管和NPN 晶体管的基极-发射极电压，R是电路中的电阻。
二、基本镜像电流源电路的特点1. 稳定性高由于基本镜像电流源电路的电流输出是由两个晶体管共同控制的，因此它的稳定性比较高。
在电路中，PNP晶体管和NPN晶体管的温度和电压变化对电路的影响相互抵消，从而保持输出电流的恒定。
2. 电路结构简单基本镜像电流源电路的结构相对简单，只需要两个晶体管和一个电阻就可以实现。
这种电路的设计和制造成本也比较低，因此在各种电子系统中得到了广泛的应用。
3. 输出电流可调通过改变电路中的电阻值，可以调节基本镜像电流源电路的输出电流。
这种特性使得它在各种电子系统中的应用更加灵活。
三、基本镜像电流源电路的应用1. 电路测试基本镜像电流源电路常用于各种电路测试中，例如测试放大器的增益和频率响应等。
在测试中，它可以提供一个稳定的电流源，从而保证测试结果的准确性和可靠性。
2. 模拟电路基本镜像电流源电路在模拟电路中也得到了广泛的应用。
例如，在模拟电路中，它可以作为一个恒定电流源，用于控制放大器、滤波器和振荡器等电路的工作状态。
什么是电流源如何设计一个电流源电路
什么是电流源如何设计一个电流源电路什么是电流源？如何设计一个电流源电路电流源（Current Source）是电路中一种能够提供稳定输出电流的设备或电路元件。
与电压源（Voltage Source）相对应，电流源在电路中起到供给电流的作用。
设计一个稳定可靠的电流源电路需要考虑电流源的基本原理和特性。
一、电流源的原理和特性电流源基于欧姆定律，根据电流I和电阻R的关系，利用电压和电阻的匹配来产生稳定的输出电流。
电流源的主要特性包括：1. 稳定性：电流源需要具备输出电流稳定、不受外界条件变化的能力。
2. 精度：电流源的输出电流应与设定值尽可能相等，偏差应在可接受的范围内。
3. 范围：电流源应具备一定的输出电流范围，以满足不同应用需求。
二、设计电流源的基本步骤设计一个电流源电路需要按照以下步骤进行：1. 确定需求：根据实际需要确定输出电流的稳定性、精度和范围等参数。
2. 选择电流源类型：根据需求选择恒流源（Constant Current Source）或可变电流源（Variable Current Source）等类型。
3. 设计电流源电路：根据电流源类型选择适合的电路拓扑，如晶体管电流源、四电阻电流源等。
4. 计算参数：根据所选电路拓扑，计算电阻值、电容值和电源电压等参数，并利用理论公式进行计算。
5. 模拟分析：使用电路仿真工具进行模拟分析，验证设计的电流源的性能和性能参数。
6. 实际搭建：根据设计结果，选择合适的电子元件和连接方式进行实际电路的搭建。
7. 测试与优化：对搭建的电路进行测试，根据测试结果进行优化，调整电阻、电容或其他元器件的数值，以达到设计要求。
三、设计实例：基于晶体管的恒流源电路以下为基于晶体管的恒流源电路设计的一种实例，供参考：在这个实例中，我们使用PNP型晶体管和电阻来实现恒流源电路。
电路参数如下：- 输入电源：12V- 目标输出电流：10mA设计步骤：1. 选择晶体管：选择具有合适特性的PNP型晶体管，确保其最大电流（Ic）大于目标输出电流。
电流源和电压源电路
目 录
• 电流源和电压源的简介 • 电流源和电压源的基本电路 • 电流源和电压源的应用 • 电流源和电压源的实例分析 • 总结与展望
01 电流源和电压源的简介
电流源的定义和特性
定义
电流源是提供恒定电流的电源， 其输出电流不受负载电阻影响。
特性
电流源的输出电流始终保持恒定 ，不受输入电压或负载变化的影 响。
电压源的定义和特性
定义
电压源是提供恒定电压的电源，其输出电压不受负载电流影 响。
特性
电压源的输出电压始终保持恒定，不受输入电流或负载变化 的影响。
电流源和电压源的符号与表示
符号
电流源通常用带有“+”和“-”号 的三角形符号表示，电压源则用带有 “+”和“-”号的方形符号表示。
表示
在电路图中，电流源和电压源可以用 字母表示，如“I”表示电流源， “V”表示电压源。同时，还会标注相 应的电流或电压值以及正负极性。
宽范围可调
为了满足不同应用场景的需求，未来电流源和电压源电路 将具备宽范围可调的特性，以适应不同的输入和输出条件 。
高集成度与微型化
随着微电子技术的不断发展，未来电流源和电压源电路将 更加注重高集成度和微型化的设计，以减小体积和重量， 降低成本。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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应用场景
03
在电路分析和设计中，有时需要将复杂的电路简化为简单的模
型，这时就需要用到电流源和电压源的等效变换。
03 电流源和电压源的应用
电流源的应用
驱动负载
电流源可以提供稳定的电 流，用于驱动各种电子设 备或机械装置。
保护电路
MOSFET电流源电路设计
MOSFET电流源电路设计MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）作为一种重要的电子器件，在电路设计中发挥着关键作用。
本文将着重探讨MOSFET电流源电路的设计原理和方法。
一、MOSFET电流源电路概述MOSFET电流源电路是一种常用的电子电路，用于稳定输出电流。
它利用MOSFET的特性来实现输入电压变化对输出电流的影响降至最低，从而提高电路的稳定性和性能。
二、MOSFET电流源电路的设计原理MOSFET电流源电路的设计原理主要包括两个方面：负反馈和源极偏置。
负反馈通过连接反馈电阻来调节输出电流，使其稳定在设定值。
源极偏置则通过适当的电压偏置来保证MOSFET处于正常工作区域。
三、MOSFET电流源电路的设计步骤1. 选择合适的MOSFET。
根据设计需求选择适合的MOSFET型号，考虑最大电流、最大功率、漏极-源极电压等参数。
2. 确定输出电流。
根据设计要求确定所需输出电流大小，并计算得到需要的电阻数值。
3. 确定电压源。
根据MOSFET的工作特性和输出电流大小，选择合适的电压源并进行连接。
4. 进行仿真和调试。
利用电子设计软件进行仿真分析，根据仿真结果调整电路参数，直到达到设计要求。
四、MOSFET电流源电路设计的注意事项1. 保证电路稳定性。
在设计过程中要注意保证电路的稳定性和可靠性，避免出现电压漂移等问题。
2. 合理布局电路。
在实际布局中要合理放置元件，减小干扰和回路长度，提高电路的工作效率。
3. 注意集热和散热。
MOSFET在工作过程中会产生一定热量，需要注意良好的散热，以免影响电路性能。
五、结论MOSFET电流源电路是一种常用的电子电路设计，通过合理的设计原理和步骤，可以实现稳定的输出电流。
在实际设计中要注意选型、电路布局和散热等问题，以确保电路的正常工作和性能。
通过本文的介绍，相信读者对MOSFET电流源电路的设计有了更深入的了解，希望能够对读者在实际工程设计中有所帮助。
电流源电路
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电流源电路
1. 晶体管电流源
负载电流与RL无关，且为常数。 所以从RL看，电路为恒流源电路。
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电流源电路
为了使电流更稳定，电路中加入温 度补偿二极管。
3
电流源电路
将流过R1、R2的电流看作参考电流IREF ，
则 所以这个电路又称为比例电流源。 理想电流源内阻应当为无穷大。 三极管电流源电路的内阻（从c3看）：
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电流源电路
MOS管电流源电路
电路对称——镜像
MOS管电流源可以轻松地通过 改变MOS管的宽长比而改变输 出电流的大小
（ l =0）
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电流源电路
MOS管电流源可以方便地 做成多路输出
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电流源电路
用JFET可以更简便地构成电流源电路
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输出级电路
输出级的要求： a. 输出电流大 b. 输出电阻小
电流源电路
恒流源：向负载提供恒定电流，其内阻为无穷大
如果一个电路向负载提供恒定电流（不随负载电阻的变化而变 化），或者可以证明其交流输出电阻接近于无穷大，这个电 路就是电流源电路。 电流源电路可以给放大电路提供静态偏置电流，使电路能够有适 当的电流，同时又有极大的交流阻抗。 电流源电路还可以作为放大电路的直流负载，在提供静态电流的 同时使放大电路具有极大的放大倍数。
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电流源电路
为减小误差，可选用右图电路。 优点：
1. IB < < 2IC / β 2. T1集电结反偏
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电流源电路
多路电流源 右图电路也属于比例电流源 由于有T0，各输出对参考电 流的影响很小。
7
电流源电路
3. 微电流源 已知
或 于是
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电流源电路
什么是电路的电流源和电压源
什么是电路的电流源和电压源电流源和电压源是电路中常见的两种基本元件，它们在电路中扮演着重要的角色，用于提供电流和电压以供电路正常运行。
本文将详细介绍电流源和电压源的定义、特点以及在电路中的应用。
一、电流源电流源是指能够稳定输出电流的电子元件或设备。
它可以提供恒定电流，不论负载电阻的变化如何。
电流源的主要特点是输出电流恒定，内部电阻无穷大。
1.1 电流源的定义电流源是电路中一种能够稳定输出电流的元件或设备，其输出电流保持不变，不受外部负载电阻的影响。
电流源可以理解为一个恒定的电流供应器。
1.2 电流源的特点（1）输出电流恒定：无论外部负载电阻如何变化，电流源都能提供稳定的输出电流。
（2）内部电阻无穷大：电流源的内部电阻可以视作无穷大，即理想情况下，电流源对外部电路的影响可以看作完全不受阻抗匹配的影响。
1.3 电流源的应用电流源在电路中有广泛的应用，例如：（1）电路分析：在电路分析中，常常使用电流源来简化复杂的电路模型，便于计算和分析。
（2）传感器供电：电流源可以用于为各种传感器提供恒定的电流，保证传感器工作的可靠性和稳定性。
（3）模拟电子设备：在一些模拟电子设备中，电流源被用来提供精确的电流控制。
二、电压源电压源是指能够稳定输出电压的电子元件或设备。
它可以提供恒定电压，不论负载电流的变化如何。
电压源的主要特点是输出电压恒定，内部电阻为零。
2.1 电压源的定义电压源是电路中一种能够稳定输出电压的元件或设备，其输出电压保持不变，不受电流变化的影响。
电压源可以理解为一个恒定的电压供应器。
2.2 电压源的特点（1）输出电压恒定：无论外部负载电流如何变化，电压源都能提供稳定的输出电压。
（2）内部电阻为零：电压源的内部电阻可以理想化为零，即不会对外部电路产生电阻损失。
2.3 电压源的应用电压源在电路中有广泛的应用，例如：（1）电路建模：在电路建模和仿真中，电压源经常被用来代替实际的电源，简化电路模型的复杂性。
电路中的电压源与电流源
电路中的电压源与电流源在电路中，电源是提供电能给电路中的元件进行正常工作的设备。
电路中常见的两种电源是电压源和电流源，它们的作用和性质有所不同。
一、电压源电压源是一种将电能转化为电势差的设备，通过电势差来驱动电流在电路中流动。
它可以提供一个稳定的电压输出，不受电流变化的影响。
电压源的符号常用V表示。
电压源有两种类型：理想电压源和非理想电压源。
1. 理想电压源理想电压源是一种精确提供稳定电压的设备，其输出电压不受外部条件的影响，可以看作是一个完全独立的电源。
理想电压源的电压输出不会因电路中其他元件的电流变化而改变。
它的电动势可以一直保持不变。
2. 非理想电压源非理想电压源是实际应用中常见的一种电压源，其输出电压会受到电路中其他元件的电流变化的影响。
在实际电路中，非理想电压源的输出电压可能有一定的内阻，并且在不同负载下其输出电压会有所变化。
二、电流源电流源是一种将电能转化为电流的设备，通过提供稳定的电流来驱动电路中的元件正常工作。
电流源的符号常用I表示。
电流源也有两种类型：理想电流源和非理想电流源。
1. 理想电流源理想电流源是一种输出电流不受外界条件限制的设备，其输出电流可以一直保持不变。
在理想条件下，电流源可以看作是一个完全独立的元件，其输出电流与电路中的其他元件无关。
2. 非理想电流源非理想电流源是一种实际应用中常见的电流源，其输出电流会受到电路中其他元件的电压变化的影响。
在实际电路中，非理想电流源的输出电流可能有一定的内阻，并且在不同负载下其输出电流会有所变化。
三、电压源与电流源的应用电压源和电流源在电路中有着不同的应用场景。
1. 电压源的应用电压源常用于需要提供稳定电压的场合，例如电池、稳压电源等。
在电子设备中，电压源可以为芯片、集成电路等提供恒定的工作电压，确保它们正常运行。
2. 电流源的应用电流源常用于需要提供恒定电流的场合，例如电子测量仪器、电流源驱动的灯光设备等，其能够保证元件正常工作所需的电流不会发生变化。
电流源等效电路
电流源等效电路介绍电流源等效电路是指将电流源与其他电阻、电容等元件组成的电路简化为等效的电路模型，便于分析与计算。
在电子电路设计中，经常需要将各种复杂电路简化为等效电路，以便更好地理解和优化电路的性能。
电流源简介电流源是一种理想的电器元件，它可以提供一个稳定的电流输出，在任何负载情况下都能维持所设定的电流输出不变。
电流源的符号通常用一个“I”加上一个箭头表示，箭头指向电流输出的方向。
电流源等效电路的推导为了简化电路分析，我们可以将电流源与其他电阻、电容等元件组成的电路等效为一个简单的电路模型。
下面通过推导，介绍电流源等效电路的主要方法：理想电流源理想电流源是指电流源的输出电流不受外部条件影响，在负载中始终输出所设定的电流值。
在等效电路中，理想电流源可以看作是一个没有内部电阻的电流源。
串联电流源等效电路当电路中存在多个串联电流源时，它们的电流可以简单地相加。
因此，多个串联电流源等效为一个总电流等于各个电流源之和的电流源。
并联电流源等效电路当电路中存在多个并联电流源时，它们的电流相等。
因此，多个并联电流源等效为一个总电流等于任意一个电流源的电流值的电流源。
与电阻串联的电流源当电流源与电阻串联时，可以将电流源等效为与电阻并联的电阻，且阻值等于电流源的电流输出除以电流源的电流输出值。
与电阻并联的电流源当电流源与电阻并联时，可以将电流源等效为与电阻串联的电阻，且阻值等于电流源的电压输出除以电流源的电流输出值。
与电容串联的电流源当电流源与电容串联时，可以将电流源等效为与电容并联的电容，且容值等于电流源的电压输出除以电流源的电流输出值。
与电容并联的电流源当电流源与电容并联时，可以将电流源等效为与电容串联的电容，且容值等于电流源的电流输出除以电流源的电流输出值。
应用实例电流源等效电路的概念和推导方法可以应用于多种电子电路分析和设计问题。
下面通过实例来说明它的应用：例1：直流电源与电阻串联考虑一个直流电源与一个电阻串联的电路。
什么是电子电路中的电流源
什么是电子电路中的电流源电子电路中的电流源是一种能够产生恒定电流输出的电路元件或电子设备。
它是电子电路中常用的重要元器件，用于提供恒定的电流给其他电路元件供电。
电流源有多种类型和实现方式，本文将介绍电流源的定义、分类以及常见的实现方法。
一、电流源的定义电流源是一种能够提供稳定恒定电流输出的电路元件或电子设备。
它与电压源相对应，电压源为电路提供稳定恒定的电压输出，而电流源则为电路提供稳定恒定的电流输出。
在电子电路中，电流源常用于供电、偏置和信号放大等各种应用场合。
二、电流源的分类根据电流源输出的特性和实现方式，电流源可以分为静态电流源和动态电流源。
1. 静态电流源静态电流源是通过将电阻与电压源组合而成的一种简单的电流源。
它的输出电流与负载电阻无关，输出电流稳定，适用于一些对电流稳定性要求较低的场合。
静态电流源常见的实现方式有电压并联电阻、电压串联电阻和运放反相输入电流源等。
- 电压并联电阻：通过将一个电阻与电压源并联，利用欧姆定律可以得到恒定的电流输出。
- 电压串联电阻：通过将一个电阻与电压源串联，利用欧姆定律可以得到恒定的电流输出。
- 运放反相输入电流源：利用运放的反相输入端与输出端相连，通过负反馈实现恒定电流输出。
2. 动态电流源动态电流源是通过使用反馈控制或利用晶体管等元件工作特性实现的电流源。
它的输出电流与负载电阻变化无关，输出电流稳定，适用于对电流稳定性要求较高的场合。
动态电流源常见的实现方式有倍流电路、镜像电路和自适应电流源等。
- 倍流电路：通过将输入电流分为多个分流电流，将其串联起来，使得每个分流电流相等，从而实现恒定电流输出。
倍流电路常用于高精度、高稳定性的电流源设计。
- 镜像电路：通过将输入电流经过差分放大电路，再经过分配电路，使得输出电流与输入电流成正比，实现恒定电流输出。
镜像电路常用于微电子集成电路的设计。
- 自适应电流源：利用负反馈控制，通过调整电路中的元件参数来实现恒定电流输出。
集成电路运算放大器中的电流源
二、精密镜象电流源
精密镜象电流源和普通镜象电流源相比，其
镜象精度提高了b 倍。
电路中增加了T3 管，
I
C2
= =
IICR1EF=I2REIFBI1B3
b3
IB3 比镜象电流源的2IB小
β3倍。因此IC2和IREF之间的
镜象精度提高了1 b3 倍。
精密电流源
三、微电流源
微电流源电路,接入Re2电阻得到一个比基准电流 小许多倍的微电流源，适用微功耗的集成电路和集成
V V V V I R =
=
CEQ1
CEQ 2
CC
E1
CQ1 C
= 12 0.2 2.13.3 5V
二、动态分析：
r I be1,2 = 300 1 b 26
300 80 26 2.1 1.3k
EQ1
等效的发射极耦合电阻REE—比例式电流源的输出电阻
REE = Ro4 1 b4rce4 = 81 50 = 4050k
放大器的前置级中。
VBE1 VBE2 = VBE = I E 2 Re2
IC2
IE2
=
VBE Re2
IC2 远小于IREF ,
I V
REF
CC
R。
当R取 几k 时， IREF 为mA量级，
而IC2可降至A量级的微电流源。且 IC2 的稳定性也比IREF 的稳定性好。
微电流源
四、比例式电流源
在镜象电流源电路的基础上，增加两个发射极电 阻，使两个发射极电阻中的电流成一定的比例关系， 即可构成比例电流源。
电流源概述
二、电流源电路的用途：
1、给直接耦合放大器的各级电路提供直流偏 置电流，以获得极其稳定的Q点。 2、作各种放大器的有源负载，以提高增益、 增大动态范围。 3、由电流源给电容充电，可获得随时间线性 增长的电压输出。
简易运放电流源电路
简易运放电流源电路详解在电子电路设计中，电流源是一个非常重要的元件，它能够为电路提供稳定、精确的电流。
运放（运算放大器）电流源电路是一种常见的实现方式，其基于运算放大器的特性来构建。
本文将详细阐述简易运放电流源电路的工作原理、设计步骤、实际应用及其优缺点。
一、工作原理运放电流源电路的工作原理主要依赖于运算放大器的“虚短”和“虚断”特性。
当运算放大器工作在线性区时，其两个输入端（同相和反相）的电压几乎相等，称为“虚短”。
同时，由于运算放大器的输入阻抗非常高，流入其输入端的电流几乎为零，这被称为“虚断”。
在简易运放电流源电路中，通常将运算放大器的同相输入端连接到参考电压，反相输入端则通过反馈电阻连接到输出端。
这样，当输出电压发生变化时，反馈电阻上的电压也会随之变化，从而改变反相输入端的电压。
由于“虚短”特性，同相输入端的电压也会跟随变化，进而调整输出电流，使其保持恒定。
此外，为了使输出电流更加稳定，通常还会在运放的输出端串联一个电阻，以限制电流的大小。
同时，为了减小温度对电阻值的影响，可以采用温度系数较小的精密电阻。
二、设计步骤设计一个简易运放电流源电路需要遵循以下步骤：确定所需的输出电流值。
这是设计电流源的第一步，需要根据实际应用需求来确定。
选择合适的运算放大器。
运算放大器的选择应考虑到其带宽、增益、输入阻抗等参数，以确保电路的性能。
计算反馈电阻和输出电阻的值。
根据所需的输出电流和运算放大器的参数，可以计算出反馈电阻和输出电阻的合适值。
搭建电路并进行调试。
根据设计好的电路图搭建实际电路，并进行必要的调试和优化，以确保电路的性能达到预期。
三、实际应用简易运放电流源电路在实际应用中具有广泛的用途。
例如，在模拟电路中，它可以作为有源负载为其他电路提供恒定的电流；在放大器电路中，它可以作为偏置电流源为晶体管提供稳定的偏置电流；在传感器电路中，它可以作为激励源为传感器提供所需的工作电流等。
此外，由于运算放大器具有较高的增益和输入阻抗，以及较低的输出阻抗，因此简易运放电流源电路还具有较好的稳定性和抗干扰能力。
iepe 电流源电路
iepe 电流源电路
IEPE（Integrated Electronic Piezoelectric）电流源电路是用来驱动传感器信号的一种电路，适用于各种压电传感器，例如加速度、位移、力、压力等等。
IEPE电路可以被广泛应用于制造、测试、研究等各种领域。
IEPE电流源电路通常由两部分组成：一个直流电源和一个放大器。
直流电源通常用于为传感器提供所需的电源，而放大器则用于放大、处理传感器产生的电信号。
IEPE电路允许在不改变传感器的固有特性的同时，通过增加内置电源和信号调节电路以改进其性能。
IEPE电路是数字信号处理技术中的重要组成部分，它的使用可以使传感器信号的传输和处理更加可靠、精确和经济。
在测试和监测应用中，IEPE电路可以提高信号质量和提高测试效率，同时降低测试成本。
总之，IEPE电流源电路的应用范围非常广泛，从物理测量到机械工程，从医疗保健到大气科学，几乎所有科学领域都可以通过该电路来获得更加准确、可靠和有用的信息。
电流源电路
UBE1 + IE1R1 = UBE2 + IE2R2 ＝ UBE3 + IE3R3 ＝ UBE4 + IE4R4
由于这几个管子的UBE大致相同，因此有
IE1R1 ≈ IE2R2≈ IE3R3≈ IE4R4
当IE1R1确定后，各支路可以通过选择合适的电阻来获 得不同数值的电流。
电流源电路
一、镜像电流源电路 二、微电流源电路 三、多路电流源电路
一、镜像电流源电路
T1和T2两管特性完全一致，
＋VCC
IO
IR IC1
T1
UB1=UB2，故有 IB1=IB2=IB，
IC1=IC2=IO，
T2
R
则IR为 ：
IB1
IB2
或
如果β>>2，且VCC >> UBE，则
＋VCC
IR IC1
2
IS1=IS2,
又知
或
UBE1－ UBE2＝IE2Re2
则
又
IR＝ IC1＋ IB1＋ IB2＝ IE1＋ IB2≈ IE1， IO ≈ IE2，
代入上式得
三、多路电流源电路
＋VCC
IR
T1
R
I2
T2
I3
T3 T4
I4
R1
R2
R3
R4
用一个参考电流去获得 多个电流，而且各个电 流的数值可以不相同。 如左图所示，其中，T1 构成参考电流源。
T1
IO
T2
R IB1 IB2
结论
参考电流IR固定，输出电流IO固定
IR改变，输出电流IO改变
镜像电流源
二、微电流源电路
在镜像电流源的基础上，在T2的发射级引 入电阻Re2，由 UBE2<UBE1，可知IO<IR。 根据PN结伏安特性方程
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电流源电路电流源电路【1】howland电流源电路（一）最近研究了一些典型的电流源电路。
阅读了几遍经典的电流源电路设计应用手册。
结合工作中的经验把它他整理出来分享给大家。
力争在这一系列文档里，把常见的电流源电路分析全面。
第一小节，先从我最近刚刚设计的一个howland电路开始。
一个项目要求将交流电压信号变化为输出+/-50mA的交流电流信号，以便长距离传输。
输入信号为有效值为+/-5V的50Hz交流电压信号。
信号误差要保持在1%以内。
供电用+/-12V到+/15V都可以。
这个电路可以用分立器件来设计，用运放驱动一个AB类功放。
AB类功放的输出端串联一个电阻作为取样电阻。
电流流过取样电阻形成的电压信号即为反馈信号。
这样设计有突出的缺点，使用分立器件较多，输出器过于复杂，还不易控制精度。
因此本文推荐一个更为简单的电路——howland电流源电路。
Howland 电路的基本原理图如下：其中X1G表示理想运放。
根据理想运放的虚短、虚断特性我们可以推导出此howland 电路输出电流与输入电压VP，VM的关系公式如下:[2]在实际的电路设计中我们通常使得RX=RF and RZ=RI。
这样上面的公式就可以简化为：电路输入的信号是单极性电压信号，可以把VM接地，即电压为0。
这样可以进一步简化公式来确定各电阻的值。
电流源电路【2】howland电流源电路（二）根据上一小节的要求和howland电路设计原理。
方案设计如下图：电路选用最大可以输出200mA的大电流运放OPA551。
使用单运放来实现高精度的正负电流输出。
OPA551的最大失调电压为5mV。
而本设计要求的最大输入信号为7.071V。
因此失调电压的影响会小于0.1%。
电流流过的四个高精度电阻R5-R8形成的电压信号作为反馈信号反馈给正输入端电阻R4。
使用四个电阻的原因是，四个电阻可以分担输出的电流，保证电阻的产生的热量远低于额定功率; 再则这样可以匹配出更精确的阻值。
在实现生产中，也可以减小电阻的随机误差。
为了保证精度，R1-R4的电阻值推荐选用0.1%（千分之一）精度的电阻值。
C1是用来限制电路带宽，同时对滤降频率较高的噪声的。
接下来，我们用TI免费的仿真软件TINA对其进行仿真。
仿真结果如下：从仿真结果来年，这个设计误差会小于0.2%。
这个电路还可以进一步作改进设计，如下图，将反馈电压信号经过一个高精度运放OPA188作跟随反馈给R4. 这样可以保证反馈信号的不会受到输入信号的影响。
在图中，U1、U2均引入了负反馈，前者构成同相求和运算电路，后者构成电压跟随器。
在实际制板测试过程中，精度会略有影响，因此推荐在PCB生产完之后，根据实际的电路，微调一下反馈电阻的值来保证精度。
以达到更高的精度。
参考文献Pedro Bertemes-Filho, Alexandre Felipe, Volney C. Vincence ,“ High Accurate Howland Current Source: Output Constraints Analysis,” Circuits and Systems, 2013, 4, 451-458 ./10.4236/cs.2013.47059 Tim Green, The Improved Howland Current Pump.https:///url?sa=t&rct=j&q=&a mp;esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CCsQ FjAB&url=http%3A%2F%%2Fcfs-file.ashx%2F__key%2Ftelligent-evolution-components-attachments%2F00-18-01-00-00-19-28-47%2FImproved-Howland-Current-Pump.ppt&ei=ffYCVITEO8z58QXpyYHAAw&usg= AFQjCNGGB-2EOjMSVkur47U9Yi5VNy6-cw&bvm=bv.74115972,d.dGc&cad=rjt电流源电路【3】微安电流源电路在一些测试系统中经常用到uA级的电流源用来驱动传感器。
因此接下来的几个小节我们介绍一些基于REF200的uA级电流源的设计，以方便需要这方面参考设计的工程师。
首先我们花点篇幅介绍一下这颗可以七十二变的电流源吧。
如下面的原理框图，REF200内部集成了两路独立的100uA电流源，还有一个1:1的电流镜。
这两路100uA的初始精度均为0.5%的，关键一点，它的温漂特别小，只有±25ppm/°C。
另外它的工作电压范围特别宽为2.5V到40V。
即可以在电池供电的系统里应用，又可以在宽电压工业系统中应用。
有了两个100uA的电流源，我们可以方便的搭配出50uA, 100uA, 200uA, 300uA, 400uA的电流源来。
在数据手册中也有介绍，我们在这里再列举出来，方便大家查找使用。
从最小的50uA说起，如下图是一个50uA灌电流的电流源，把100uA电流源连接到电流镜的公共极，另一端接负电源。
刚流过两个电流镜的电流均为50uA，把其中一端接地，另一端就是一个50uA的灌电流源了。
介绍了50uA的灌电流源，再介绍一个源电流的。
如下图所示，在上面电路的电源镜的右臂上再加一个100uA的电流源。
它其中的50uA流入了电流镜，额外的50uA就流出来的。
简单方便。
有两个100uA 的电流源，来设计200uA的电流源，就方便了，可以直接用两个100uA的电流源并联，也可以像下图使用电流镜的方式。
那300uA和400uA的电流源也不难设计，300uA电流源如下图所示，电流镜上两臂各100uA。
再外加一个独立的100uA就实现出来了。
400uA的电流也很简单，把两个100uA电流源都接到电流镜的左臂上。
则总的电流就会是400uA。
电流源电路【4】微安电流源电路（二）上一小节，简单介绍了几个基于REF200的高精度电流源的方案。
它们的共同特点就是电路简单，温漂小。
但设计都是几组固定值，如果我们想要一个任意值的电流源，该如何设计呢？这一小节主要介绍使用REF200来实现任意值的电流源的方法。
我们先试想一下，如果我们有100uA的电流源，那怎样设计出任意值的电流源呢，如220uA，47uA? 好像是个问题。
不过我们可以沿着这个思路来实现这个设计，我们有100uA的电流源，理论上就可以设计出M*100uA电流源。
这个M可以是整数也可以是小数。
这个比例可以用不同的电阻实现。
如下图所示通过调整R1和R2的关系就可以实现(N+1)*100uA的电流源。
这个电路的基本原理利用运放的跟随原理。
来保证两个电阻上的电压值是相等的，则流过电阻的电流之比，就是两个电阻的反比。
这个电路，对运放的输出驱动能力，输入偏置电流和失调电压要求都比较高。
因此像TI的OPA602是比较合适的。
同样的两个电阻也需要高精度(0.1%)，低温漂的电阻。
如果需要比100uA小的电流源呢，可以实使用下面的电路来实现。
它的输出Iout=N*100uA. 如下表，选用不同的电阻比例，就可以实现不同的电流源。
同样的这个设计对运放和电阻都有同上一个设计的要求。
推荐高精度的运放OPA602或OPA128等都不错。
电流源电路【5】TI Design 几种电流源参考设计TI Design 上线以来很受工程师的欢迎。
TI的产品线应用工程师，也设计出几款经典的电流源电路，最小是5uA，最大2A。
每一个方案都给出了完整的原理图，仿真文件，PCB layout以及测试结果。
接下来对这几个方案一一做一下简单介绍，并给出网络链接地址，方便大家查询和参考使用。
1. 0-5V输入，0-5uA输出的电流源。
电路原理图如下，其中第一级运放选用的是超低失调电压的单电源运放OPA333。
采样放大选用的是高精度的单电源仪表放大器INA326。
全部资料的网址如下链接。
/tool/TIPD107?keyMatch=V-to-I%20Converter&tisearch=Search-EN 我们花一点时间来分析这个电流源的电路，抛板砖引美玉。
其他的电流源电路差不多都是这个原理的。
电流源电路中的电流设定一般都是由钳位住采样电阻上的电压来确定的。
因此下图电路中的Rset=100k就是采样电阻。
流过它的电流形成的电压Vset=0.1V 经仪表放大器放大后输入到运放的负向输入端。
由于运放“虚短”，则运放会保持Vout_ina与Vin为同一电压。
这样当Vin变化时，Rset上的电压也会等比例变化。
从而受控的电流也是同比例变化。
2. 0-2V输入，0-100mA输出的电流源电路原理图如下，原理也很简单，图中A1,Q1和Rs1构成第一级电流源，然后经后面的比例镜像电流源给负载输出。
这个设计可以达到千分之一。
全部资料的网址如下链接。
/tool/TIPD102?keyMatch=Voltage-to-Current&tisearch=Search-EN 3. 0-2V输入，0-100mA输出的电流源电路原理图如下，图中Rs是采样电阻，它的电压值等于Vin。
这个设计可以达到百分之一精度。
这个电路的供电电源为12V。
全部资料的网址如下链接。
/tool/TIPD101?keyMatch=Voltage-to-Current&tisearch=Search-EN 4. 0.5 - 4.5 V 输入，+/-2 A输出的电流源这个电路是用两个大电流输出的运放，其中用到了2.5V基准源来设置偏置。
具体原理推导请参考设计文件/tool/tipd103?keyMatch=BTL&tisearc h=Search-EN 小结：这几个方案都是用全模拟电路实现的，都用到了Rset电阻来设置电流源。
因此我们可以简单分析出下面的原因会影响到精度。
Rset电阻的精度和温漂。
放大电路的精度，主要是失调电压、偏置电流以及设计增益的电阻的精度。
环路稳定和噪声水平如果想把上面的电流源设计成恒流源，把输入电压，换成低温漂的电压基准即可。
电流源电路【6】4-20mA电流源方案谈电流源，就不得不提4-20mA电流源。
4-20mA电流源是工业控制中常用信号。
以及传输距离长和抗电压干扰强而广泛应用。
这一小节来介绍一下TI所有的4-20mA方案，以便大家选择。
如下图所示是一个典型的应用4-20mA电流来传输信号的系统。