1988年我曾在Burr-Brown公司工作，当时Mark Stitt是我的导师。对于他的早逝，我感到非常震惊。他曾经写过一篇非常精彩的Burr-Brown电流源应用指南，本文的最后将会引用。我会在Planet Analog网站上登出一系列有关模拟和电源基础知识的文章，并提供到EDN网站的链接，那上面有更多文章深入探讨这些主题。
首先，什么是电流源？
基本电流源其实就是向负载提供电流的电路。
图1所示是一个简单的双极结型晶体管（BJT）电流源。
图1：由单个BJT做成的简单电流源。
已经从ADI公司退休的大师James Bryant曾说过：“...电流输出在很多情况下都有好处，例如在高噪声环境中用模拟电流环发信号（0mA至20mA和4mA至20mA），以及无需使用光隔离或磁隔离技术，就可以跨大电位差对模拟信号进行电平转换。”
我们来看一个称之为电流镜的双晶体管电流源。在图2中，两个晶体管Q1和Q2组合在一起：
图2：Q1集电极与基极短路，相当于一个二极管。两个晶体管具有相同的VBE、IB和 IC。参考电流 IREF由R1 设定。
REF200采用“全威尔逊”电流源架构，在设计成IC时对电阻器采用激光微调，因此具有高精度，如图3所示。
图3：威尔逊电流源是另一种三晶体管架构电流源，其所有晶体管特性相同（这在单块基板的IC中很容易实现）。
为改善电流源的精度和动态范围，在上述电流源中添加第四个晶体管（T4），如图4所示。
图4：增加T4以提高威尔逊电流镜的精度和动态范围。
1969年当我还是纽约大学的本科生时，就对Bob Widlar的Widlar电流源有所了解，但是很遗憾我从未见过他（参见《Bob Widlar cherry-bombs the intercom speaker》）。不过我曾在模拟爱好者聚餐上遇到过他的兄弟Jim Widlar（参见 《Analog Aficionados Dinner 2018: Unique analog moments》）。
图5所示的Widlar电流源采用kΩ范围的低阻值电阻，这对IC设计非常有利，因为1MΩ的电阻会占据IC相当大的面积。
图5：Widlar电流源通常用在运算放大器差分晶体管对的前端。
与上述单极架构的电流源不同，Howland电流泵具有双极性输出，见图6。
图6：Howland电流泵架构需要精确匹配的电阻，这在IC中很容易通过激光微调实现，但在分立电路设计中却不容易实现。
我们还可以采用以下器件来设计双极性电流源：一个运算放大器、一个仪表放大器和一个用来检测反馈配置中输出电流水平的电阻。如图7所示。
图7：用于分立电路设计的双极电流运算放大器架构。
本文仅提供了一小部分电流源电路和架构，更多教程请参见Planet Analog网站（https://www.planetanalog.com）。
（原文刊登于ASPENCORE旗下Planet Analog网站，参考链接：An Analog Tutorial: Current sources。）
本文为《电子技术设计》2019年8月刊杂志文章。
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