50、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. 受控源介绍

受控源能够产生电压或电流，其数值取决于电路中其他位置的电压或电流。常见的受控源有以下四种：
- 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）

在理想的受控源中，产生的电压或电流不会随所连接的负载而变化。这意味着电压源的输出阻抗为零，电流源的输出阻抗为无穷大。但在实际应用中，实际的受控源具有有限的输出阻抗，这会导致产生的源随负载略有变化。

1.1 电压控制电流源（VCCS）

• 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。例如，场效应晶体管（FET）在小信号低频下的理想行为可以用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 $g_m$。
• SPICE格式 ：在电路仿真程序SPICE中，VCCS的格式如下：
  • 在数据语句中， 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。
  • NC+ 和 NC- 是测量控制电压的正负极节