定電流源の作り方
回答:
uAで固定された電流源が必要な場合は、一次電圧源または電流源が必要になります。ミラー（その名前が示すとおり）は、既知の電流を反映するだけです（トランジスタを並列化する（トランジスタジオメトリを変更する）場合、または1つまたは複数のエミッタ抵抗を導入すると、拡大鏡のようになります）。
IC（および外部）では、重み付きミラーなどを使用して、単一の基準電流からあらゆる種類の異なる電流源をサーボ制御できますが、それでもその電流が必要です。一部のICはそのノードをピンに接続し、抵抗をVccに接続するか、チップ内のすべてのカレントミラーがその電流によってスケーリングされるようにします（Vcc >> 0.6Vの場合、多少安定します）。
電圧リファレンスと抵抗は一種のリファレンス電流です（ただし、カレントミラー入力の電圧はゼロではなく、約-2mV /°Cで変化するため、電圧リファレンスがない限り、温度が変化しても安定しません）使用するマッチング特性があります）。
電圧リファレンスを取得する1つの方法は、バンドギャップリファレンスを作成することです。これは通常約1.25Vですが、任意の電圧に増幅できます。
検討する価値のある1つのICはTI（旧型 Burr-Brown）REF200で、データシートに代表的な回路図が記載されています。2つの2端子電流100uA +/- 0.5％ソース/シンクと高精度カレントミラー（エミッタ縮退抵抗を備えたフルウィルソンカレントミラー）があります。幅広い電流源をカバーするAB165も参照してください。
現在のソースと現在の受信者の実装とアプリケーション
現在のソースがわかりません！電池は電圧源ですが、実際に電流源を実装するにはどうすればよいですか？
オペアンプを使用する電流源回路は次のとおりです。-
このタイプの電流源は、オペアンプの非反転入力に適用されるVsetに依存しています。オペアンプは大きな開ループゲインを持っているため、反転入力は非反転入力と同じ電圧であると合理的に考えることができます。オペアンプは負のフィードバックでこれを実現します。Rsetの両端の電圧がVinに等しくなるまで、その出力はトランジスタを駆動します。したがって、コレクターからの電流は次のとおりです。-
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同様の結果が得られる電流源には、さらに多くの種類がありますが、負荷抵抗は制限された範囲内でなければなりません。ゼロオームは問題ありませんが、5V電源の10k抵抗を通して1mAをプッシュしようとしても機能しません。
あなたの写真では、Irefはどこからでも発生する可能性があります-外部信号または電源に接続された抵抗器-I ref電流は簡単に計算されます。ベースがコレクターに接続されている場合、電圧降下は明らかに「0.7V」であるため、BJT回路。
このカレントミラーの実装は、V DDが一定であり、抵抗が既知の値であり、V GSがデータシートから（または実験によって）取得できる一定の動作点を持つという事実に依存しています。
V DDとV GSが一定であることを知っていれば、オームの法則を使用して左ブランチの電流を計算できます。次に、両方のトランジスタが厳密に一致している場合、両方のブランチの電流は同じになります。右側のブランチで何をしても、左側のブランチの電流に影響を与えることはできないことに注意してください。
特定の回路ソリューションの理解は、それらの背後にある基本的なアイデアを明らかにすることに基づいています。だから、これらのアイデアがケースにあるものを見てみましょう...
電流を生成するには、オームの法則I = V / Rに従って、電圧と抵抗のみが必要です。したがって、負荷が純粋な抵抗性の場合、電流を生成するには電圧源のみが必要になります。電圧を変更することで、目的の電流の大きさを設定できます。
ただし、負荷が電圧源として動作する場合（たとえば、充電式バッテリ、コンデンサ、ツェナーダイオード、短絡接続、負性抵抗など）、電流を設定（制限）するために直列に追加の抵抗が必要です。したがって、一般的なケースでは、電流源は直列の2つの要素（電圧Vの電圧源と抵抗Riの抵抗器...）で構成され、電圧VLと抵抗RLの負荷に接続されます。これらの4つの要素は円状に接続されており、それぞれが合計電圧Vtと抵抗Rtの比率によって決まる電流の大きさに影響を与えます。I = Vt / Rt =（V±VL）/（Ri±RL）。この構成では、入力電圧源は電圧Vと抵抗Riによって電流を設定しようとしますが、負荷はその電圧VLと抵抗RLによって干渉します。
最も簡単な方法（典型的な電気回路の場合）は、入力ソースの電圧と抵抗の両方を大幅に増加させることです（これは、電気工学の教科書にある理想的な電流ソースのよく知られた定義です）。それらは高いが一定（静的）であり、これが問題です。したがって、負荷電圧と抵抗は、入力ソースの負荷電圧と抵抗に比べて無視できます。このように良好な電流源を作成することは、抵抗における大きな電力損失に関連することは明らかです。
（電子回路では一般的な）より賢い方法は、電源電圧または抵抗を変化させることです。それらは動的ですが低いです...したがって、電力損失は低く...そしてこれが利益です。私たちは非常に高い（差動）抵抗の幻想を持っていますが、実際の（静的）抵抗は低いです。このアイデアがどのように実践されるか見てみましょう...
コツは、負荷がその電圧または抵抗を増加/減少させるとき、ソースが同じ値でその電圧または抵抗を減少/増加させることです。したがって、電流は変化しません。
この補償は、次の電圧源（いわゆる「ブートストラップ」）または電流安定化抵抗（一定の入力電圧を使用するBJTまたはFET によって実装）を使用することにより、負のフィードバックなしで実行できます。
この手法の1つのバリエーションは、電源電圧そのものを変更する代わりに、一定の電源電圧に直列に追加の電圧を追加して、負荷の影響を補償することです。このアイデアは、たとえばオペアンプの反転電流源で実現されます。
別のより贅沢なアイデアは、追加の電流源をメイン入力ソースに並列に接続することにより、負荷に追加の電流を注入することです。ハウランド現在のソースに実装されています。
これらの手法の詳細については、定電流源に関する私の回路図をご覧ください。
結論として、このアプローチの力は、基本的なアイデアを知ることで、過去、現在、未来の具体的な回路構成を説明し、実現できることです（チューブ、BJT、FET、オペアンプなどによって実装されます）。