恒流源电路的特点与应用

    一、恒流源的基本电路
    在允许的负载情况下，恒流源的输出电流不随负载的变化而变化，其电路符号如图1所示。理想的恒流源具有以下特点：（1）不因负载（输出电压）变化而改变；（2）不因环境温度变化而改变；（3）内阻为无限大，使其电流全部输出到外面。恒流源分为流出（（Current Source）和流入（Current Sink）两种形式。

1．简易恒流源
    最简单的恒流源，就是由一只恒流二极管组成。实际上，恒流二极管的应用是比较少的，除了因为恒流二极管的恒流特性并不是非常好之外，电流规格比较少，价格比较贵也是重要原因。实际用的简易恒流源如图2所示，选用两只同型号三极管，利用三极管相对稳定的b-e结电压作为基准电压，则电流值为：I＝Vbe/R1。

这种恒流源的优点是简单易行，而且电流的数值可以自由控制，也没有使用特殊的元件，有利于降低产品的成本；缺点是不同型号的三极管，其b-e结电压不是一个固定值，即使是相同型号，也有一定的个体差异。同时，在不同的工作电流下，这个电压也会有一定的波动。因此，这种恒流源不适合用在有精密要求的恒流电路中。
    2．运放恒流源
    为了能够精确输出电流，通常使用一个运放作为反馈，同时外接场效应管，以避免三极管的b、e极的电流误差，这类恒流源称为运放恒流源，典型电路如图3所示，电流值为：I＝Vin/R1。该电路可以认为是恒流源的标准电路，除了精度高和可调性好外，使用的元件也都是很普遍的，易于搭建和调试。如果电流不需要特别精确，所用场效应管也可以用三极管代替。

3．高精度恒流源
    一款高精度恒流源电路如图4所示，在恒流电路与负载之间增设接地回路，这样在负载变化时电流能快速恢复稳定。A1和VT1构成电压／电流转换电路，可将地电平信号转换为后级恒流电路所需要的＋15V电平，A2、VT2、 VT3等构成标准的恒流电路，R1 =R2，则I1 =I2。VT5的基极由稳压二极管VS 1提供＋5V的稳定电压，则VT5的发射极电压不受负载变化的影响，保持为+5.7V。另外，由于共基极电路的发射极输入阻抗低，因此A2与VT2构成的恒流源不受负载变化的影响，处于理想的工作状态。

将图9所示的恒流源与开关电路组合，便可得到一个高精度脉冲发生电路，如图5所示。多个这种电路可构成高精度D/A转换器。VD2和VD3构成电平移动电路，VD1和VD4是肖特基二极管，构成开关电路。