電流鏡是模擬集成電路中普遍存在的一種標(biāo)準(zhǔn)部件，它也出現(xiàn)在一些數(shù)字電路中。在傳統(tǒng)的電壓模式運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)中，電流鏡用來(lái)產(chǎn)生偏置電流和作為有源負(fù)載。電流鏡電路主要的作用就是提供恒定的電流。

這一次再分享一個(gè)穩(wěn)定性更高的運(yùn)放加三極管的恒流源電路：

其中V2是輸入的參考電壓，給到運(yùn)放的正向輸入端，V3，V4是供電電壓。這個(gè)電路的核心呢，就是可以通過(guò)改變R5的阻值，來(lái)限制流過(guò)R4的電流。可以把R4作為Rload。

R2作為給運(yùn)放的保護(hù)電阻，其實(shí)可有可無(wú)。R1給三極管提供一個(gè)基極的電流。假設(shè)最差的情況，Q1的發(fā)射極直接接地，那么R1上的壓降也應(yīng)該為5V-0.7V=4.3V左右，保證這種情況下基極電流足夠小。

R6作為給運(yùn)放的反向輸入提供回路，可以不加。

看一下電路的工作原理：

運(yùn)放正向輸入為5V，反向輸入假設(shè)開始為0，因?yàn)榧僭O(shè)三極管還沒(méi)導(dǎo)通。

然后運(yùn)放輸出5V，npn三極管想要導(dǎo)通，BE之間壓降為0.7V，這樣V1處的電壓就被鉗位在了4.3V左右。

這個(gè)4.3V會(huì)加在R5上面，使其有一個(gè)0.84mA左右的電流流過(guò)。

那么這個(gè)電流也就是流過(guò)R4的電流。

再看一下之前的電流鏡電路。

明顯的一點(diǎn)就是帶運(yùn)放的電路會(huì)有一個(gè)反饋，這樣電路更穩(wěn)定一些。

下面是這兩種實(shí)現(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比：

電流鏡電路的優(yōu)點(diǎn)：

電路簡(jiǎn)單、成本低，不需要使用昂貴的運(yùn)算放大器。

穩(wěn)定性好，電路中只有三極管，沒(méi)有其他電子元器件，因此可以實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性的電流源。

電流鏡電路的缺點(diǎn)：

精度不高，受到溫度、晶體管參數(shù)等因素的影響較大，因此難以獲得高精度的恒流源。

電流鏡電路只能提供固定的電流，不能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電流的功能。

op amp加npn三極管組成的恒流源電路的優(yōu)點(diǎn)：

可以實(shí)現(xiàn)高精度的恒流源，通過(guò)運(yùn)算放大器和反饋電路的控制，可以精確調(diào)節(jié)輸出電流。

可以通過(guò)電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)輸出電流的變化，實(shí)現(xiàn)不同電流需求的控制。

op amp加npn三極管組成的恒流源電路的缺點(diǎn)：

電路復(fù)雜，需要運(yùn)算放大器和反饋電路，因此成本較高。

審核編輯：劉清