喜欢使用运算放大器,Howland 电流泵可产生电压控制电流,并且只需要一个运算放大器和四个电阻器。

豪兰电流泵。
如果您不喜欢使用分立晶体管,并且(由于某种原因)您手头没有任何运算放大器,您可能需要考虑将其中一个线性稳压器转换为电流源。
Jim Williams 电流源
这绝不是电路的正式名称,我当然不想暗示它是 Jim Williams 设计过的电流源——如果得知他提出了六种创新的高性能电流源拓扑,我不会感到惊讶。尽管如此,他是应用说明的作者,我不知道该怎么称呼电路。
如下图所示,该电流源需要两个放大器 IC 和一些无源器件。

该图摘自 LT1102 的数据资料。
LT1006 是一款典型的精准运放,而 LT1102 则是一款高精度仪表放大器。该应用笔记于 1991 年发布,因此这些是一些旧 IC。我在仿真中使用了 LT1006 和 LT1102(将在下一篇文章中讨论),只是为了确保仿真中的所有内容都与原始设计一致,实际上,Digi-Key 仍然将这两个器件归类为“有源器件”。尽管如此,我鼓励您尝试为这些传统 IC 尝试一些更新的 (可能更高性能) 的替代品。
以下列表重点介绍了 Jim Williams 电流源拓扑的一些特征。
它是电压控制和双向的—负载电流的大小和方向由输入电压的大小和极性决定。
它是地面参考的;负载电阻的一侧直接接地。
如上图所示,电流幅度也受 R 的影响,即放置在仪表放大器输入端子之间的电阻值。
如果对 R 使用非常高精度的电阻器,使得该元件引入的误差可以忽略不计,则电路的初始精度和温度稳定性对应于仪表放大器的增益精度和温度系数。
该电路具有良好的稳定性,并兼容输入电压的快速变化。
了解电路
该电流源运行的关键是使用仪表放大器。通过感应与负载串联的固定电阻两端的电压,我们可以产生不受负载电阻值影响的输出电流。
以下是我尝试逐步解释该电路工作原理的尝试。

运算放大器 (A1) 在负反馈配置下工作。反馈路径中存在仪表放大器 (A2) 并不会改变反馈回路已闭合的事实。
负反馈的存在允许我们使用虚拟空头假设。因此,A2 的输出必须等于输入电压。
虚拟的空头条件不是凭空出现的;相反,虚拟短路是由 Op-Amp 的 output 端子的作用施加的。由于 A2 的增益为 100,因此 A1 的输出将采取任何必要的措施来确保 R 两端的电压等于输入电压除以 100。
由于 R 是固定电阻,并且 R 两端的电压始终与输入电压成正比,因此我们从欧姆定律中知道,通过 R 的电流将始终与输入电压成正比。
由于负载与电阻 R 串联,因此无论负载电阻如何,输出电流始终与输入电压成正比(当然,在限制范围内,例如,除非找到接受高达 10,000 V 左右电源电压的放大器,否则无法通过 1 MΩ 负载驱动 10 mA)。
电容器和另一个电阻器决定了电路的频率响应,我假设已经选择了这些值,以便产生理想的相位裕量。