電流源和灌電流是模擬設計的重要組成部分，從有源模擬電路的簡單偏置到電流電容積分器復位和振蕩器架構。用于實現電流源和灌電流的便捷拓撲利用由運算放大器驅動的場效應晶體管（FET）根據小串聯電阻的反饋產生電流。圖 1 描述了此拓撲。

圖 1：反饋產生的電流源和灌電流電路

如圖1所示，兩個電路都使用負反饋來強制R兩端產生電壓設置電阻，產生以下源電流和灌電流（公式1和2）：

為了使這些電流以直流形式提供，上述公式1和公式2中的分子必須是恒定的。實現此目的的最簡單方法是使用并聯基準電壓源，如圖2所示。

圖 2：反饋產生的電流源和灌電流電路

請注意，在圖 2 中，R林電阻用于降低過多的輸入電壓并限制通過基準電壓源的電流。此外，陰極基準連接可調基準電壓源（例如 LMV431）強制反饋電壓達到其最小值，這提供了一個重要的優勢，我將在后面探討。等式1和2現在可以改寫為：

等式3和4可以組合（因為它們是相同的），并重寫為等式5以求解R的值設置需要產生任意源電流或灌電流，I設置:

這種拓撲的輸出電壓范圍受到必須在FET和R兩端保持的裕量的限制設置電阻器。這就是最小化強制反饋電壓的原因——最小化強制反饋電壓可使有效輸出電壓范圍最大化。等式6和7描述了有效輸出電壓區域內外的電流源和灌電流行為。

內部V裁判任何可調基準電壓源的電壓源約為1.24V。該特定電壓通過帶隙基準電壓源產生，最終將定義該拓撲的整體極限。為了演示，圖3是R的吸電流特性（包括線性壓差）示例設置值為 124Ω。

在這種拓撲中，用雙極結型晶體管（BJT）代替FET可能會導致裕量要求略高，盡管最終這種替代的行為應該幾乎相同。

理想電流源是電路理論中的基本要素。雖然任何物理實現總是達不到理想水平，但了解這些缺點背后的機制是有價值的，這樣就可以減輕或避免它們。在這種拓撲結構中，我們已經看到了輸出電壓范圍如何影響輸出電流，以及基準電壓選擇在最小化輸出電流方面所起的重要作用。

審核編輯：郭婷