利用恒定電流源實現可調恒流電路的設計

一、概述

在傳感器的使用中，常要求電路提供出一個恒流源，比如為壓力傳感器的電橋提供恒流、為電阻式傳感器提供恒流、其他熱敏光敏傳感器、偏置電路等。 這些電路在調試過程中，或者需要一個穩定的電壓源，實現V/I轉換，或者需要一個恒流源，但為了滿足性能，需要恒流源輸出進行微調，本文介紹2類基于恒流源與運放配合設計的，可以實現電流可調的電路。 但是這種可調僅限于調整的電流大于選定的恒流源，如果我們選擇的恒流源能產生100uA的電流，那么調整只能是大于100uA。

二、電路解析

為計算方便，約定以下符號：

I：選定的恒流源電流;

Io: 電路輸出的電流;

V+：運放正相輸入端電壓;

V-：運放負相輸入端電壓;

Vo: 運放輸出端電壓;

Va: 加到負載端的電壓。

1. 恒流源在運放正相輸入端

此類電路有兩種，見圖1。

(1)恒流源靠近電源端(負載靠近地端或負電源端)

見圖1左所示，恒流源輸入與電源相連，恒流源輸出連到運放正相輸入端，且通過N倍的電阻R1到A點，運放負相輸入端與運放輸出相連，且通過電阻R1連到A點。

由于運放輸入阻抗近似無窮大，所以通過電阻NR1的電流就是恒流源的電流I;

(2)恒流源靠近地端或負電源端(負載靠近電源端)

見圖1右所示，恒流源流向地或負電源，上端與運放正相輸入相連，且通過N倍的電阻R1到A點，運放負相輸入端與運放輸出相連，且通過電阻R1連到A點。

由于運放輸入阻抗近似無窮大，所以通過電阻NR1的電流就是恒流源的電流I;

以上兩種電路可以得到以下計算過程：

得到輸出電流的計算公式，以及電流方向，實際應用中可以通過電阻值的調節得到輸出電流。

2. 恒流源在運放負相輸入端

此類電路有兩種，見圖2。

(1)恒流源靠近電源端(負載靠近地端或負電源端)

見圖2左所示，恒流源輸入與電源相連，恒流源輸出連到運放負相輸入端，且通過N倍的電阻R1到運放輸出，運放正相輸入端與運放輸出通過R1連接，且A點連到運放正相輸入端。

由于運放輸入阻抗近似無窮大，所以通過電阻NR1的電流就是恒流源的電流I;

(2)恒流源靠近地端或負電源端(負載靠近電源端)

見圖2右所示，恒流源輸出與地端或負電源端相連，上端連到運放負相輸入端，且通過N倍的電阻R1到運放輸出，運放正相輸入端與運放輸出通過R1連接，且A點連到運放正相輸入端。

由于運放輸入阻抗近似無窮大，所以通過電阻NR1的電流就是恒流源的電流I;

以上兩種電路可以得到以下計算過程：

得到輸出電流的計算公式，以及電流方向，輸入的恒流源與輸出的電流方向相反，在圖2中箭頭方向為實際方向，為正值，應用中可以通過電阻值的調節得到輸出電流。