电流源是能够提供无穷大电流的电器元件。它的构成分为两个基本部分:电源电压和负载电阻。
电源电压通常是指最早的电流源——电池、干电池、充电电池等。这些电源能够提供固定的电压,如1.5V的干电池、9V的充电电池等。电池本身具有内阻,这里的阻值通常很小。虽然电池的内阻很小,但在高电流负载下,这个内阻也会放大使负载电流下降。
负载电阻是电流源电压和电流的分离器。通常选择大阻值电阻作为负载电阻使用,阻值越高越好。因为在电流源输出时,它的输出电流越小,总电压要分给内部的电源电压和在输出负载上的压降。所以在选择电流源时,负载电阻的阻值应该适当调整以达到希望的负载电流。
根据输出电流的特性不同,电流源可以分为两类:恒流源和可变电流源。
恒流源是指输出电流非常稳定,不受负载电阻变化的影响。恒流源需要使用负反馈调节以保持恒定的输出电流。常见的恒流源包括差分对、操作放大器、Bragg电桥等。
可变电流源也称电流控制源,它的输出电流可以根据输入量或控制电压变化而调节。可变电流源的设计应考虑输出电流与输入量的变化关系。常见的可变电流源包括FET源、BJT源、MOSFET源等。
电流源在电路中的应用非常广泛。
在电路分析中,常使用电流源代替电阻分压网络,以简化计算和预测电路行为。当负载对电路起到影响时,电流源将能很好地模拟电路的实际运行情况。
在科研和实验中,电流源的应用非常普遍。例如,利用LED灯发射出的光扫描材料的磁性,则需要一个稳定的可调节电流源来控制LED。
除此之外,电流源还被广泛应用于放大器、测量仪器、传感器、磁致伸缩器、稳压源和光纤通信等领域。
与电阻相比,电流源的主要特点是它可以提供更加稳定的电流。这对于需要准确控制电流的应用非常重要,特别是在获得高性能显示、高精度测试和传感器技术等领域中。
电流源不但可以提供固定电流,还可以生成可控电流。这使得它们可以非常适合于控制电路、完成自动化任务和生产高质量的电子产品。
电流源的应用范围广泛、灵活多变,是电子电路设计和科研实验中的重要组成部分。