
【計】 voltage-controlled current source
定義:
電壓控制電流源是一種理想電路元件,其輸出電流($i_o$)的大小和方向完全由輸入端口電壓($v_i$)線性控制,與負載無關。其數學表達式為:
$$
i_o = g_m cdot v_i
$$
其中 $g_m$ 為跨導(Transconductance),單位為西門子(S),表征輸入電壓對輸出電流的控制能力。
輸入與輸出隔離
輸入端僅感知電壓信號,不消耗電流;輸出端提供與輸入電壓成比例的電流,不受負載阻抗影響。
來源:Nilsson & Riedel, 《Electric Circuits》第11版,第5章
跨導參數($g_m$)
定義輸出電流與輸入電壓的比值($g_m = i_o / v_i$),是衡量控制靈敏度的關鍵參數。例如,$g_m = 0.5, text{S}$ 表示輸入電壓每增加1V,輸出電流增加0.5A。
電路符號
常用菱形符號表示,輸入端為電壓端口,輸出端為電流源箭頭,并标注跨導值 $g_m$。
用于構建運算放大器、壓控振蕩器(VCO)等,實現電壓到電流的線性轉換。
來源:Sedra & Smith, 《Microelectronic Circuits》第7版,第4章
在神經電信號采集系統中,将微弱的生物電壓信號轉換為電流信號以降低傳輸噪聲。
元件類型 | 控制量 | 輸出量 | 依賴關系 |
---|---|---|---|
電壓控制電流源 (VCCS) | 電壓 $v_i$ | 電流 $i_o$ | $i_o = g_m cdot v_i$ |
電流控制電流源 (CCCS) | 電流 $i_i$ | 電流 $i_o$ | $i_o = beta cdot i_i$ |
IEEE Standard 100《IEEE Standard Dictionary of Electricity and Electronics》定義 VCCS 為“受控源的一種,輸出電流與輸入電壓成比例”。
注:因未搜索到可引用網頁鍊接,以上來源标注教材名稱及章節,讀者可通過圖書館或學術數據庫獲取原文。
電壓控制電流源(Voltage-Controlled Current Source,簡稱VCCS)是一種受控電源,其輸出電流的大小由輸入電壓信號決定。以下是詳細解釋:
基本定義
電壓控制電流源屬于四類受控源之一,其核心特性是輸出電流與輸入電壓成線性關系,數學表達式為:
$$
I_{out} = gm cdot V{in}
$$
其中,( g_m ) 稱為轉移電導,單位為西門子(S),表示輸入電壓對輸出電流的控制能力。
工作原理
關鍵參數與特性
應用場景
與獨立源的區别
獨立電流源的輸出固定,而電壓控制電流源的輸出依賴外部電壓信號,屬于“非獨立源”。
如需具體電路設計案例,可參考提到的運放+晶體管架構。
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