【導讀】FET電流源是一種有源電路，它使用場效應晶體管為電路提供恒定量的電流。但是，為什麼還要恒定電流呢？恒流源和吸電流（吸電流與電流源相反）是一種非常簡單的方法

，隻需使用單個FET和電阻即可形成具有恒定電流值的偏置電路或基準電壓源，例如100uA、1mA或20mA。

FET電流源是一種有源電路
，它使用場效應晶體管為電路提供恒定量的電流。但是，為什麼還要恒定電流呢？恒流源和吸電流（吸電流與電流源相反）是一種非常簡單的方法，隻需使用單個FET和電阻即可形成具有恒定電流值的偏置電路或基準電壓源
，例如100uA
、1mA或20mA。

恒流源通常用於電容器充電電路
，以實現精確定時目的或可充電電池充電應用，以及線性LED電路，用於以恒定亮度驅動LED串。

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然而

，創建基於FET的準確可靠的恒流源的關鍵取決於使用低跨導FET以及精密電阻值將電流轉換為精確穩定的電壓。

場效應晶體管通常用於創建電流源，結型場效應管（JFET）和金屬氧化物半導體MOSFET已經在低電流源應用中使用。在最簡單的形式中，JFET可用作電壓控製電阻，其中小柵極電壓控製其通道的導通。

偏置結FET

我們在關於JFET的教程中看到，JFET是耗盡器件，而N溝道JFET是“正常導通”器件，直到柵源電壓（VGS）變為負數以將其“關閉”。P溝道JFET也是“常導通”耗盡器件，需要柵極電壓變為足夠正以將其“關閉”。

N溝道JFET偏置

該圖顯示了在其有源區域中使用時具有正常偏置的通用源配置N溝道JFET的標準排列和連接。這裏的柵源電壓V一般事務人員等於柵極電源，或輸入電壓VG設置柵極和源極之間的反向偏置，而VDD提供從電源到漏極到源極的漏源電壓和電流。進入JFET漏極端子的電流標記為ID.

漏源電壓VDS是JFET的正向壓降，是漏極電流的函數，ID對於不同的門源V值一般事務人員。當VDS處於最小值時，JFET的導電通道完全打開，並且ID處於其最大值，稱為漏源飽和電流ID（周六）或者隻是我DSS.

當VDS處於最大值時，JFET的導電通道完全閉合，（夾斷）所以我D隨漏源電壓V降至零DS等於漏極電源電壓VDD.柵極電壓，V一般事務人員JFET的溝道停止導通時稱為柵極截止電壓V一般事務人員（關閉）。

N溝道JFET的這種公共源極偏置布置決定了JFET在沒有任何輸入信號V時的穩態操作在作為V一般事務人員和我D是穩態量，即JFET的靜止狀態。

因此
，對於共源JFET
，柵源電壓V一般事務人員控製有多少電流流過漏極和拉極之間的JFET導電通道
，使JFET成為電壓控製器件，因為其輸入電壓控製其通道電流。因此，我們可以通過繪製I來開發一組輸出特性曲線D與V一般事務人員對於任何給定的JFET器件。

N溝道JFET輸出特性

JFET作為恒流源

然後我們可以使用它
，因為n溝道JFET是一個正常開啟的設備，如果V一般事務人員足夠負，漏源導電通道閉合（截止），漏極電流降至零。對於n溝道JFET
，漏極和源極之間導電溝道的閉合是由柵極周圍p型耗盡區域變寬引起的，直到其完全閉合溝道。N型耗盡區閉合p溝道JFET的通道。

因此，通過將柵源電壓設置為某個預定的固定負值，我們可以使JFET以零安培和I之間的特定值通過其通道傳導電流DSS分別使其成為理想的FET電流源。考慮下麵的電路。

JFET零電壓偏置

我們看到JFET的輸出特性曲線是ID與V一般事務人員對於常數VDS.但我們也注意到
，JFET的曲線不會隨著V的大幅變化而變化很大。DS
，並且該參數在建立導電通道的固定工作點時非常有用。

最簡單的恒定FET電流源是JEFT的柵極端子短於其源極端子，如圖所示，JFET的導電通道是開放的，因此通過它的電流將接近其最大值IDSS由於JFET在其飽和電流區域工作。

然而，這種恒流配置的操作和性能相當差，因為JFET始終與IDSS當前值完全取決於設備類型。

例如
，2N36xx或2N43xxn溝道JFET係列隻有幾毫安（mA）
，而較大的n溝道J1xx或PN4xxx係列可以是幾十毫安。另請注意，我DSS與製造商在其數據手冊上引用的相同部件號的器件之間會有很大差異
，該零柵極電壓漏極電流的最小值和最大值，IDSS.

需要注意的另一點是，FET基本上是一個壓控電阻，其導電通道具有與漏極和源極串聯的電阻值。該通道電阻稱為RDS.正如我們所看到的，當V一般事務人員=0，最大漏源電流流動
，因此JFET的溝道電阻，RDS必須處於最低限度
，這是真的。

然而，溝道電阻並非完全為零，而是在FET的製造幾何形狀定義的某個低歐姆值下，可以高達50歐姆左右。當FET導通時，該溝道電阻通常稱為RDS（ON）並且處於其最小電阻值

，當V一般事務人員=0。因此高RDS（ON）值導致低IDSS反之亦然。

因此，JFET可以偏置為在低於其飽和電流的任何電流值下作為FET電流源器件工作
，IDSS當V一般事務人員等於零伏。當V一般事務人員處於其V一般事務人員（關閉）截止電壓電平將有零漏極電流
，（ID=0）因為通道關閉。因此通道漏電流，ID如圖所示，隻要JFET器件在其有效區域內運行，就會始終流動。

JFET傳遞曲線

請注意，對於P溝道JFET
，V一般事務人員（關閉）截止電壓將為正電壓，但其飽和電流，IDSS當V獲得一般事務人員等於零伏將與N溝道設備相同。另請注意
，傳遞曲線是非線性的，因為漏極電流通過開路增加得更快

，如V一般事務人員接近零伏。

JFET負電壓偏置

我們記得JFET是一種始終處於“導通”狀態的耗盡模式器件，因此N溝道JFET需要負柵極電壓
，P溝道JFET需要正柵極電壓才能將其“關閉”。用正電壓偏置N溝道JFET，或用負電壓偏置P溝道JFET將打開導電溝道
，甚至進一步強製溝道電流，ID超越我DSS.

但是如果我們使用I的特征曲線D反對V一般事務人員，我們可以設置V一般事務人員到某個負電壓電平，比如-1V，-2V或-3V
，也可以創建一個固定的JFET恒流源，我們需要在零和I之間達到任何電流水平DSS.

但對於更精確的恒流源並改進了調節，最好將JFET偏置在其最大值I的10%至50%左右DSS價值。這也有助於我2*R功率通過阻性通道損耗
，因此降低了加熱效應。

因此，我們可以看到，通過偏置JFET的柵極端子，具有某個負電壓值，或者P溝道JFET的正電壓，我們可以建立其工作點，允許溝道導通並通過一定值的漏極電流，ID.對於不同的V值一般事務人員、JFET漏極電流ID可以用數學方式表示為：

JFET漏極電流公式

場效應管恒流源示例No1

J107N溝道開關JFET的製造商數據表顯示
，它具有IDSS當V時為40mA一般事務人員=0，最大V一般事務人員（關閉）值為-6.0伏。使用這些聲明值，計算JFET的漏極電流值
，當V一般事務人員=0，V一般事務人員=-2伏，當V一般事務人員=-5伏。還顯示了J107的傳遞特性曲線。

1）當V一般事務人員=0V

當V一般事務人員=0V導電通道開路

，最大漏極電流流過。

因此我D=IDSS=40毫安。

2）當V一般事務人員=-2V

3）當V一般事務人員=-5V

4）J107傳遞特性曲線

因此，我們可以看到，作為柵源電壓
，V一般事務人員接近柵極-源極截止電壓，V一般事務人員（關閉）漏極電流，ID減少。在這個簡單的例子中，我們計算了兩點的漏極電流，但使用額外的V值進行計算一般事務人員在零點和截止點之間將為我們提供更準確的曲線形狀。

JFET電流源

當JFET的柵源結反向偏置時，JFET可以作為電壓控製的恒流源工作，對於N溝道器件，我們需要一個-V一般事務人員對於P溝道設備，我們需要+V一般事務人員。這裏的問題是JFET需要兩個獨立的電壓電源
，一個用於VDD另一個用於V一般事務人員。

但是，如果我們在源極和地之間放置一個電阻（0伏）

，我們可以達到必要的V一般事務人員JFET的自偏置布置，僅使用V作為恒流源工作DD電源電壓。考慮下麵的電路。

JFET電流源

乍一看
，您可能會認為這種配置看起來非常類似於我們在場效應管教程。

然而，這次的不同之處在於，雖然FET的柵極端子仍然直接接地（VG=0），由於源極電阻兩端的壓降，源端處於高於零電壓地的某個電壓電平，RS.

因此，當溝道電流流過外部源電阻時，JFET的柵源電壓將小於（大於負大於）零（V一般事務人員《0）。

外部源電阻
，RS提供反饋電壓，用於自偏置JFET的柵極端子，無論漏源電壓發生任何變化
，也能保持漏極電流通過通道的恒定。因此，我們唯一需要的電壓源是電源電壓VDD以提供漏極電流和偏置。

因此
，JFET使用源極電阻兩端的壓降（VRS）設置柵極偏置電壓V一般事務人員因此，正如我們上麵看到的通道電流。因此，增加R的電阻值S將降低通道漏極電流ID
，反之亦然。但是，如果我們想構建一個JFET恒流源電路，那麼對於這個外部源電阻器來說，什麼是合適的值，RS.

特定N溝道JFET的製造商數據表將為我們提供V的值一般事務人員（關閉）和我DSS.知道這些值為兩個參數
，我們可以將上述JFET方程轉置為漏極電流，ID查找V的值一般事務人員對於任何給定的漏極電流值，ID介於零和I之間DSS如圖所示。

JFET柵極至源極電壓公式

在找到給定漏極電流所需的柵源電壓後
，隻需使用歐姆定律即可找到所需的源極偏置電阻值，即R=V/I。因此：

JFET源電阻公式

場效應管恒流源示例No2

從上方使用J107N溝道JFET器件，該器件具有IDSS當V時為40mA一般事務人員=0
，最大V一般事務人員（關閉）值為-6.0伏。計算產生20mA恒定通道電流所需的外部源電阻值

，並再次計算產生5mA恒定電流所需的外部源電阻值。

1）V一般事務人員對於我D=20mA
2）V一般事務人員對於我D=5mA

因此當V一般事務人員（關閉）和我DSS兩者都是已知的，我們可以使用上述公式來找到偏置特定漏極電流的柵極電壓所需的源電阻，在我們的簡單示例中，87mA時為5.20Ω，776mA時為5Ω。因此
，增加一個外部源電阻可以調整電流源輸出。

如果我們用電位計代替固定值電阻，我們可以使JFET恒流源完全可調。例如
，我們可以用一個1kΩ電位計或微調器代替上麵示例中的兩個源極電阻。此外，除了完全可調外，該JFET恒流源電路的漏電流即使V發生變化也將保持恒定DS.

場效應管恒流源示例No3

需要一個N溝道JFET來改變5mm圓形紅色LED負載的亮度，介於8mA和15mA之間。如果JFET恒流源電路由15V直流電源供電
，則計算當開關JFET具有最大V時
，在最小亮度和最大亮度之間照亮LED所需的JFET源電阻一般事務人員（關閉）值為-4.0伏和IDSS當V時為20mA一般事務人員=0。繪製電路圖。

1）V一般事務人員對於我D=8mA

2）V一般事務人員對於我D=15mA

然後，我們需要一個能夠在36Ω和184Ω之間改變其電阻的外部電位計。最接近的首選電位器值為200Ω。

可調JFET恒流源

使用電位計或微調器代替固定值源電阻，RS將允許我們改變或微調流過JFET導電通道的電流。

但是，為了確保通過FET器件的良好電流調節
，從而獲得更穩定的電流，最好將流過LED的最大通道電流（本例中為15mA）限製在JFET的10%至50%之間。DSS價值。

使用MOSFET創建恒定電流源可實現更大的通道電流和更好的電流調節，並且與僅作為常導斷模式器件提供的JFET不同
，MOSFET在耗盡模式（常通）和增強模式（常關）器件中均可用，作為P溝道或N溝道類型，允許更大範圍的電流源選擇。

場效應管恒流源摘要

我們在本教程中已經看到有關FET恒(heng)流(liu)源(yuan)的(de)信(xin)息(xi)
，由(you)於(yu)其(qi)通(tong)道(dao)電(dian)阻(zu)特(te)性(xing)，場(chang)效(xiao)應(ying)晶(jing)體(ti)管(guan)可(ke)用(yong)於(yu)向(xiang)負(fu)載(zai)提(ti)供(gong)恒(heng)定(ding)電(dian)流(liu)，並(bing)在(zai)需(xu)要(yao)向(xiang)連(lian)接(jie)的(de)負(fu)載(zai)提(ti)供(gong)固(gu)定(ding)電(dian)流(liu)的(de)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)中(zhong)找(zhao)到(dao)了(le)許(xu)多(duo)應(ying)用(yong)。

恒流電路可以使用耗盡模式FET構建
，也可以使用BJT（雙極結型晶體管）或這兩種器件的組合。請記住，JFET是電壓控製器件，而不是像雙極結型晶體管那樣的電流控製器件。

結場效應晶體管（JFET）的主要特征之一是，由於它是一種驅蟲器件
，其導電通道始終是開放的，因此需要柵源電壓V一般事務人員以將其“關閉”。

五世一般事務人員（關閉）N溝道JFET所需的電壓範圍從0伏（用於通道完全導通）到某個負值（通常為幾伏）以完全關閉JFET，從而關閉通道。因此，通過將JFET的柵極端子偏置在零和V之間的某個固定值一般事務人員（關閉），我們可以控製通道耗盡層的寬度，從而控製其電阻值
，通過固定和恒定的電流量。對於P溝道JFET，其V一般事務人員（關閉）值範圍從全通道傳導的0伏到特定V的幾伏的正值DS價值。

給定JFET器件的恒定電流調節和容差與漏極電流量ID通過通道。通過特定設備的漏極電流越低，調節效果越好。JFET偏置在其最大值I的10%至50%之間DSS價值將改善設備的調節和性能。這是通過在源端子和柵極端子之間連接外部電阻來實現的。

如上所示，柵極-源極反饋電阻為JFET提供必要的自偏置，使其能夠在遠低於其飽和電流I的任何電流水平下作為恒定電流源工作。DSS.此外部源電阻，RS可以使用電位計的固定電阻值或變量。

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