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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。
igeRnU则由图3—35(a)可知若，则，I O 犹如是I R 的镜像，所以此电路称为镜像电流源或电流镜。
图3—35（a）所示电流源的伏安特性如图3—35（b）所示。
为了保证电流源具有恒流特管必须工作在放大区，即U CE2>U BE2»0.7V(在图中A 、B电流源输出端对地之间的直流等效电阻 Un e（3所以式(3—94)可近似为(3显见，改变R 的比值，故这种电路称为比例电流源。
在集成电路中，实现比例电流源的方法可通过改 T 1、、T 2）所示。
因为晶体管发射极电流与发射区面积成正比，即晶体管发射极电流可表示为式中，W 是基区宽度；管子的b 足够大，则有若取S E2=2S E1(图中用双发射极表示I o =2I RUi st er ed3.微电流源(Widlar电流源)在集成电路中,为了提供微安量级的恒定偏流,常采用图3—37所示的微电流源电路.显见, 将图3—36（a ）中的电阻R 1短路，便构成了微电流源。
由图可知由式（3—93），并考虑到两管参数一致，即I ES1=I ES2,所以上式可近似表示为（3—96）上式是一个超越方程，可用图解法或试探法求解。
【例3—6】 在图3—37 电路中，已知I R =1mA,R 2=5K W ,基极电流可忽略不计，求I o 。
解:用试探法求解。
由式（3—96）得26ln(1/I o )—5I o =0设I o =15m A=0.015mA ，代入上式109.2—75¹0说明对数项过大。
再试，设I o =20m A=0.02mA,得Un Re gi st er ed若晶体管T 1、T 2及T 3的特性一致，即，则由上述方程可解得由上式可见，与基本电流源相比，威尔逊电流源中的I C3更接近等于，即管子 变化（包括温度对 的影响）对输出电流I o (=I C3»I R )的影响较小，即传输精度有明显地提高。
Un R基准电流I R 与各级输出电流的关系为由于所有各管的基极电流均由基准电流I B ,n值越大，偏差越大。
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。
集成运放中的电流源电路归纳作者：佚名 文章来源：本站原创 点击数：252 更新时间：2007-1-10电流源电路特点：输出电流稳定，输出交流电阻大。
主要用途：● 作为有源集电极负载，提高运放的单级增益；● 作为输入差分放大器的射极电阻以提高集成运放的共模抑制比； ● 用来对电路进行偏置，稳定电路的工作点。
镜像电流源I C1与I R 之间的关系如一面镜子，即，称为镜像电流源。
镜像电流源具有一定的温度补偿作用。
镜像电流源缺点：V CC 一定，要求I C1较大，I R 增大，R 的功耗也增大；若要求I C1较小，I R 也小，R 的数值必然很大，在集成电路中很难做到。
比例电流源比例电流源如右图所示，改变的和阻值，可改变的和的比例关系。
与镜像电流源比较，比例电流源的输出电流具有更高的温度稳定性。
微电流源如右图所示的微电流源电路。
当时，式中只有几十毫伏，甚至更小，因此只要几千欧就可得到几十微安的。
改进型电流源电路：为了减小基极电流的影响，提高输出电流与基准电流的传输精度，稳定输出电流，可对基本镜像电流源电路加以改进。
加射极输出器的电流源如下图所示，利用T2管的电流放大作用，使较小时，也可认为，与保持很好的镜像关系。
威尔逊电流源如右上图所示电路为威尔逊电流源，I C2为输出电流。
T1管作用与稳定工作点电流I C2。
多路电流源电路：利用一个基准电流去获得多个不同的输出电流，以适应各级的需要。
如左下图所示电路是三路输出电流I C1、I C2和I C3。
有当I E0确定后，各级只要选择合适的电阻，就可以得到所需的电流。
如右上图所示为多集电极管构成的多路电流源，T多为横向PNP 型管。
当基极电流一定时，集电极电流之比等于它们的集电区面积之比。
由场效应管同样可组成镜像电流源、比例电流源等，如下图所示。
漏极电流I D正比于沟道的宽长比，这样通过改变场效应管的几何尺寸来获得各种数值的电流。
2007-1-10以达到提高各方面性能的目的。
