一、场效应管恒流源

图 1　场效应管恒流源

在图 1 的电路中，R1、R2 分压稳定 b 点电位，V_b = R2·V_CC/(R1 + R2)，而 V_GS = V_b − I_DR_S，且

I_D = I_DSS(1 − V_GS/V_P)²

式中 V_P 为夹断电压，I_DSS 为饱和漏极电流。也可以去掉电源辅助回路，变成一纯两端网络，此时由图可得 V_GS = −I_DR_S。

提示 1：这种恒流源电路的场效应管为 JFET，具有超低噪声的特点；输出电流由 JFET 决定，检测电压与 JFET 有关。

二、集成运放恒流源

为了能够精确输出电流，通常使用一个运放作为反馈，同时使用场效应管避免三极管的 b-e 电流导致的误差。典型的运放恒流源如图 2 所示；如果电流不需要特别精确，其中的场效应管也可以用三极管代替。

图 2　集成运放恒流源

工作时，输入电压 V_ref 与和输出电流成比例的检测电压 V_S（V_S = R_SI_out）相等，而

I_S = I_B + I_out = I_out(1 + 1/h_FE)

其中 1/h_FE 即为误差项。

提示 2：这个电路可以认为是恒流源的标准电路，除了有足够的精度和可调性之外，使用的元件也都很普遍，易于搭建和调试，只不过其中的 V_in 还需要用户额外提供。

三、基于 TL431 的恒流源

从以上两个电路可以看出，恒流源有一个定式，就是利用一个电压基准，在电阻上形成固定电流。有了这个定式，恒流源的搭建就可以扩展到所有可以提供这个“电压基准”的器件上，最典型的就是利用 TL431 组成的恒流源电路。TL431 是另一个常用的电压基准，利用 TL431 搭建的恒流源，其电路结构与前两种形式类似，只是把电压基准换为 TL431；其中的三极管替换为场效应管可以得到更好的精度。