53、受控电路元件与信号转换器详解

受控电路元件与信号转换器详解

1. 受控源简介

受控源能产生电压或电流，其值取决于电路中其他点的电压或电流。主要有四种受控源：
- 电压控制电流源（VCCS）
- 电压控制电压源（VCVS）
- 电流控制电流源（CCCS）
- 电流控制电压源（CCVS）

在理想受控源中，产生的电压或电流不随所连接的负载而变化。对于电压源，输出阻抗为零；对于电流源，输出阻抗为无穷大。但实际的受控源具有有限的输出阻抗，这会使产生的源随负载有所变化。以下是四种理想受控源的电路表示：
| 受控源类型 | 电路表示 |
| ---- | ---- |
| VCCS | (i = gv_x) |
| VCVS | (v = \mu v_x) |
| CCCS | (i = \beta i_x) |
| CCVS | (v = r i_x) |

2. 电压控制电流源（VCCS）

2.1 原理

电压控制电流源产生的输出电流与输入控制电压成正比。场效应晶体管（FET）的理想化小信号低频行为可以用VCCS来表征。以n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）为例，其小信号漏极电流 (i_d) 与小信号栅源电压 (v_{gs}) 成正比，比例系数为跨导参数 (g_m)。

2.2 SPICE格式

在电路仿真程序SPICE中，电压控制电流源的格式如下：
- 数据语句中，GXXX表示源名称，最多包含八个字母数字字符，第一个字符G表示VCCS。
- (N^+) 和 (N^-) 是源的正负极节点。
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