恒流源分為流出(Current Source)和流入(Current Sink)兩種形式。
1.最簡單的恒流源,就是用一只恒流二極管。實際上,恒流二極管的應(yīng)用是比較少的,除了因為恒流二極管的恒流特性并不是非常好之外,電流規(guī)格比較少,價格比較貴也是重要原因。
2.最常用的簡易恒流源如圖(1) 所示,用兩只同型三極管,利用三極管相對穩(wěn)定的be電壓作為基準,電流數(shù)值為:I = Vbe/R1。
這種恒流源優(yōu)點是簡單易行,而且電流的數(shù)值可以自由控制,也沒有使用特殊的元件,有利于降低產(chǎn)品的成本。缺點是不同型號的管子,其be電壓不是一個固定值,即使是相同型號,也有一定的個體差異。同時不同的工作電流下,這個電壓也會有一定的波動。因此不適合精密的恒流需求。
3.為了能夠精確輸出電流,通常使用一個運放作為反饋,同時使用場效應(yīng)管避免三極管的be電流導(dǎo)致的誤差。典型的運放恒流源如圖(2)所示,如果電流不需要特別精確,其中的場效應(yīng)管也可以用三極管代替。
電流計算公式為:I = Vin/R1
這個電路可以認為是恒流源的標準電路,除了足夠的精度和可調(diào)性之外,使用的元件也都是很普遍的,易于搭建和調(diào)試。只不過其中的Vin還需要用戶額外提供。
從以上兩個電路可以看出,恒流源有個定式,就是利用一個電壓基準,在電阻上形成固定電流。有了這個定式,恒流源的搭建就可以擴展到所有可以提供這個“電壓基準”的器件上。
4.最簡單的電壓基準,就是穩(wěn)壓二極管,利用穩(wěn)壓二極管和一只三極管,可以搭建一個更簡易的恒流源,如圖(3)所示。
電流計算公式為:I = (Vd-Vbe)/R1