1.单极恒流源电路设计
2.双极恒流源电路设计
1.单极恒流源电路设计
获得稳定的电流输出非常简单。最简单的方法是使用电流镜：两个完全相同的晶体管（由相同的芯片制成，使工艺、尺寸和温度完全相同），如图1所示。
两个装置的基极-射极电压相同，因此流入集电极T2的输出电流等于流入集电极T输入电流1。
此分析假设T1和T2相同且等温，并且它们的电流增益极高，以至于可忽略基极电流。它还会忽略早期电压，使集电极电流随集电极电压变化而改变。
可采用NPN或PNP这些电流镜由晶体管组成。并联形成n个晶体管T2.输出电流是输入电流的n倍，如图2所示a所示。若T由m个晶体管组成，T由n晶体管组成，输出电流为输入电流n/m倍，如图2b所示。
如果早期电压影响很大，可以使用稍微复杂的威尔逊电流镜将其降至最低。3晶体管和4晶体管版本如图3所示。4晶体管版本更准确，动态范围更广。
需要跨导放大器(voltage_in/current_out)单电源操作放大器可用于操作BJT或FET(MOSFET由于没有基极电流误差)和定义跨导值的精密电阻组成，通常是最佳选择。
电路简单，价格低廉。MOSFET可设置栅极上的电压MOSFET中的电流和R1，使R1上的电压V等于输入电压VIN。
若单芯片IC如果需要电流镜，最好使用简单的晶体管电流镜。然而，如果采用分立电路，高匹配电阻的价格（高价格是由于需求有限，而不是制造困难）将使图5中的计算放大器电流镜成为最便宜的技术。 电流镜由跨导放大器和额外电阻组成。
电流镜具有相对较高的非线性输入阻抗，因此必须由高阻抗电流源（有时也称为刚性电流源）提供电流。如果输入电流必须具有低阻抗吸收电流的能力，则需要使用操作放大器。图6显示了两个低点ZIN电流镜。
如果使用基本电流镜和电流源，则输入和输出电流的极性相同。通常，输出晶体管的射极/源极直接或通过检测电阻接地，输出电流从集电极/漏电极流入负载，其他端子连接直流电源。这并不总是很方便，特别是当负载的端子需要接地时。如图7所示，如果电路由其直流电源的射极/源极构建，则不存在此问题。
如果电流或电压输入参考，则必须使用电平转换。可以实现多个电路；图8中的系统适用于许多场合。这个简单的电路使用接地电流源驱动直流电源上的电流镜来驱动负载。请注意，电流镜可能会增加，因此信号电流不需要像负载电流那样高。
2.双极恒流源电路设计
到目前为止，我们讨论的电路都是单极性的：电流向一个方向流动，但双极性电流电路也是可行的。
最简单、最广泛使用的当数Howland如图9所示，电流泵。
这个简单的电路有很多问题：为了获得高输出阻抗，需要高精度的电阻匹配；输入源阻抗会增加R1电阻，因此它的数值必须非常低以最大程度降低匹配误差；电源电压必须比最大输出电压高得多；并且运算放大器的CMRR性能必须比较好。
目前，高性能仪表放大器的价格并不高，因此使用计算放大器、仪表放大器和电流检测电阻构成双极电流源非常方便，如图10所示。
这类电路比Howland电流泵更简单，不依赖电阻网络（集成仪器放大器除外），每个电源的电压振幅为500 mV以内。
到目前为止，我们讨论的电路都是具有精密电流输出的放大器。当然，它们可以与固定输入一起使用，提供精密电流源，但也可以构建更简单的双端电流源。低电流基准电压源ADR291具有10 μA典型温度系数为20左右的待机电流 nA/°C。如图11所示，加载电阻后，3 V至15 V电源范围内的基准电流为(2).5/R 0.01)mA，其中R为负载电阻，单位是kΩ。
若精度不是问题，且只要求刚性单极性电流源，则可以采用耗尽型JFET和一个电阻组成电流源。如图12所示，这种配置在温度发生变化时并不十分稳定，且对于给定的R值，各器件的电流可能有相当大的差异，但该配置简单而廉价。
最近，我需要为某些LED设计电源。有一些工程师朋友认为我在设计供LED进行调光的可变电流源时会遇到一些困难。
事实上，我只是简单地改装了笔记本电脑的“黑砖头”电源(花几美分从跳蚤市场买的)就搞定了。图13显示的是经过简单修改的电源电路，可为LED提供恒定电流。采用小输出电流，它可以固定输出电压正常工作。
为了得到可变的电流，将基准电压：来自黑砖头或本地，施加于P1和P2所代表的电位计。OPA2和MOSFET通过R1输出小电流，在其上产生压降。负载电流流过检测电阻。若检测电阻上的电压由于负载电流超过R1上的压降而有所下降，那么OPA1输出将上升，覆盖砖头中的电压控制，并限制其输出电压，防止输出电流超过限值。
学习来源：ADI官网
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