Fuente actual

Una fuente de corriente es un circuito electrónico que suministra o absorbe una corriente eléctrica que es independiente del voltaje aplicado a través de él.

Una fuente de corriente es el dual de una fuente de tensión . El término sumidero de corriente se utiliza a veces para referirse a fuentes alimentadas por una tensión negativa. La figura 1 muestra el símbolo esquemático de una fuente de corriente ideal que alimenta una carga resistiva . Existen dos tipos: una fuente de corriente independiente (o sumidero) suministra una corriente constante, mientras que una fuente de corriente dependiente suministra una corriente proporcional a alguna otra tensión o corriente del circuito.

Fondo

Figura 2: Símbolos de la fuente

Una fuente de corriente ideal genera una corriente independiente de las variaciones de voltaje aplicadas. Se trata de un modelo matemático que los dispositivos reales pueden representar con gran precisión. Si la corriente que circula por una fuente de corriente ideal puede especificarse independientemente de cualquier otra variable del circuito, se denomina fuente de corriente independiente . Por el contrario, si la corriente que circula por una fuente de corriente ideal está determinada por algún otro voltaje o corriente del circuito, se denomina fuente de corriente dependiente o controlada . Los símbolos de estas fuentes se muestran en la Figura 2.

La resistencia interna de una fuente de corriente ideal es infinita. Una fuente de corriente independiente con corriente cero es idéntica a un circuito abierto ideal . La tensión en una fuente de corriente ideal está completamente determinada por el circuito al que está conectada. Cuando se conecta a un cortocircuito , la tensión es cero y, por lo tanto, la potencia suministrada es cero. Cuando se conecta a una resistencia de carga , la fuente de corriente gestiona la tensión de tal manera que mantiene la corriente constante; así, en una fuente de corriente ideal, la tensión en la fuente tiende a infinito a medida que la resistencia de carga tiende a infinito (un circuito abierto).

Ninguna fuente de corriente física es ideal. Por ejemplo, ninguna puede funcionar en un circuito abierto. Dos características definen una fuente de corriente en la práctica: su resistencia interna y su tensión de cumplimiento . La tensión de cumplimiento es la tensión máxima que la fuente puede suministrar a una carga. Dentro de un rango de carga determinado, algunas fuentes de corriente reales pueden presentar una resistencia interna prácticamente infinita. Sin embargo, cuando alcanzan su tensión de cumplimiento, dejan de funcionar como tal.

En el análisis de circuitos, una fuente de corriente con resistencia interna finita se modela colocando el valor de dicha resistencia en paralelo con una fuente de corriente ideal (el circuito equivalente de Norton ). Sin embargo, este modelo solo es útil cuando la fuente de corriente opera dentro de su límite de tensión.

Implementaciones

Fuente de corriente pasiva

La fuente de corriente no ideal más simple consiste en una fuente de voltaje en serie con una resistencia. La cantidad de corriente disponible de dicha fuente viene dada por la relación entre el voltaje en la fuente de voltaje y la resistencia de la resistencia ( Ley de Ohm ; $I = V / R$ ). Este valor de corriente solo se suministrará a una carga con caída de voltaje nula en sus terminales (un cortocircuito, un condensador descargado, un inductor cargado , un circuito de tierra virtual, etc.). La corriente suministrada a una carga con voltaje (caída) distinto de cero en sus terminales (una resistencia lineal o no lineal con resistencia finita, un condensador cargado, un inductor descargado, una fuente de voltaje, etc.) siempre será diferente. Viene dada por la relación entre la caída de voltaje en la resistencia (la diferencia entre el voltaje de excitación y el voltaje en la carga) y su resistencia.

Para una fuente de corriente casi ideal, el valor de la resistencia debe ser muy grande, pero esto implica que, para una corriente determinada, la fuente de tensión debe ser muy grande (en el límite, cuando la resistencia y la tensión tienden a infinito, la fuente de corriente se vuelve ideal y la corriente no depende en absoluto de la tensión en la carga). Por lo tanto, la eficiencia es baja (debido a las pérdidas de potencia en la resistencia) y, por lo general, no es práctico construir una buena fuente de corriente de esta manera. Sin embargo, a menudo, un circuito de este tipo proporciona un rendimiento adecuado cuando la corriente y la resistencia de carga son pequeñas. Por ejemplo, una fuente de tensión de 5 V en serie con una resistencia de 4,7 kΩ proporciona una corriente aproximadamente constante de 1 mA ± 5 % a una resistencia de carga de entre 50 y 450 Ω.

Un generador Van de Graaff es un ejemplo de este tipo de fuente de corriente de alto voltaje. Se comporta como una fuente de corriente casi constante debido a su altísimo voltaje de salida, junto con su altísima resistencia de salida, por lo que suministra los mismos microamperios a cualquier voltaje de salida, hasta cientos de miles de voltios (o incluso decenas de megavoltios ) en el caso de las versiones de laboratorio de gran tamaño.

Fuentes de corriente activas sin retroalimentación negativa

En estos circuitos, la corriente de salida no se supervisa ni se controla mediante retroalimentación negativa .

Implementación no lineal estable en corriente

Se implementan mediante componentes electrónicos activos (transistores) con una característica de salida no lineal y estable en corriente, cuando se les aplica una entrada constante (corriente o voltaje). Estos circuitos se comportan como resistencias dinámicas, modificando su resistencia actual para compensar las variaciones de corriente. Por ejemplo, si la carga aumenta su resistencia, el transistor disminuye su resistencia de salida actual (y viceversa ) para mantener una resistencia total constante en el circuito.

Las fuentes de corriente activas tienen muchas aplicaciones importantes en los circuitos electrónicos . A menudo se utilizan en lugar de resistencias óhmicas en circuitos integrados analógicos (por ejemplo, un amplificador diferencial ) para generar una corriente que depende ligeramente de la tensión aplicada a la carga.

La configuración de emisor común, alimentada por una corriente o voltaje de entrada constante, y la de fuente común ( cátodo común ), alimentada por un voltaje constante, se comportan naturalmente como fuentes (o sumideros) de corriente debido a la alta impedancia de salida de estos dispositivos. La salida del espejo de corriente simple es un ejemplo de este tipo de fuente de corriente, ampliamente utilizada en circuitos integrados . Las configuraciones de base común , puerta común y rejilla común también pueden funcionar como fuentes de corriente constante.

Un JFET puede funcionar como fuente de corriente conectando su puerta a su fuente. La corriente que fluye entonces es la corriente de cortocircuito $(I DSS)$ del FET. Estos dispositivos se pueden adquirir con esta conexión ya realizada y, en este caso, se denominan diodos reguladores de corriente , diodos de corriente constante o diodos limitadores de corriente (CLD). Como alternativa, en los circuitos que se muestran a continuación, se podría utilizar un MOSFET de canal N en modo de agotamiento ( transistor de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor ) en lugar de un JFET para obtener una funcionalidad similar. ^[¹^]

Implementación de voltaje posterior

Un ejemplo: fuente de corriente autoarrancada . ^{[ 2 ]}

Implementación de compensación de voltaje

La fuente de corriente pasiva simple con resistencia solo es ideal cuando la tensión entre sus terminales es cero; por lo tanto, se podría considerar la compensación de tensión mediante la aplicación de retroalimentación negativa en paralelo para mejorar la fuente. Los amplificadores operacionales con retroalimentación funcionan eficazmente para minimizar la tensión en sus entradas. Esto da como resultado que la entrada inversora se convierta en una tierra virtual , con la corriente fluyendo a través de la retroalimentación, o carga, y la fuente de corriente pasiva. La fuente de tensión de entrada, la resistencia y el amplificador operacional constituyen una fuente de corriente "ideal" con un valor de $I OUT = V IN / R.$ El amplificador de transimpedancia y un amplificador inversor con amplificador operacional son implementaciones típicas de esta idea.

La carga flotante es una seria desventaja de esta solución de circuito.

Implementación actual de la compensación

Un ejemplo típico es la fuente de corriente de Howland ^{[ 3 ]} y su derivado, el integrador de Deboo ^{[ 4 ]} . En el último ejemplo (Fig. 1), la fuente de corriente de Howland consta de una fuente de voltaje de entrada, $V IN$ , una resistencia positiva, R, una carga (el condensador, C, que actúa como impedancia $Z$ ) y un convertidor de impedancia negativa INIC ( $R1 = R2 = R3 = R y$ el amplificador operacional). La fuente de voltaje de entrada y la resistencia R constituyen una fuente de corriente imperfecta que hace pasar una corriente, $I R,$ a través de la carga (Fig. 3 en la fuente). El INIC actúa como una segunda fuente de corriente que hace pasar una corriente "auxiliar", $I -R$ , a través de la carga. Como resultado, la corriente total que fluye a través de la carga es constante y la impedancia del circuito vista por la fuente de entrada aumenta. Sin embargo, la fuente de corriente de Howland no se usa ampliamente porque requiere que las cuatro resistencias estén perfectamente emparejadas y su impedancia cae a altas frecuencias ^{[ 5 ] .}

La carga conectada a tierra es una ventaja de esta solución de circuito.

Fuentes actuales con retroalimentación negativa

Se implementan como un seguidor de voltaje con retroalimentación negativa en serie, alimentado por una fuente de voltaje de entrada constante (es decir, un estabilizador de voltaje con retroalimentación negativa ). El seguidor de voltaje se carga mediante una resistencia constante (de detección de corriente) que actúa como un simple convertidor de corriente a voltaje, conectada al bucle de retroalimentación. La carga externa de esta fuente de corriente se conecta en algún punto del circuito que alimenta la resistencia de detección de corriente, pero fuera del bucle de retroalimentación.

El seguidor de voltaje ajusta su corriente de salida $I OUT$ que fluye a través de la carga de manera que la caída de voltaje $V R = I OUT R$ a través de la resistencia de detección de corriente R sea igual al voltaje de entrada constante $V IN$ . De esta forma, el estabilizador de voltaje mantiene una caída de voltaje constante a través de una resistencia constante; por lo tanto, una corriente constante $I OUT = V R / R = V IN / R$ fluye a través de la resistencia y, respectivamente, a través de la carga.

Si la tensión de entrada varía, este circuito actuará como un convertidor de tensión a corriente (fuente de corriente controlada por tensión, VCCS); puede considerarse como un convertidor de corriente a tensión invertido (mediante retroalimentación negativa). La resistencia R determina la relación de transferencia ( transconductancia ).

Las fuentes de corriente implementadas como circuitos con retroalimentación negativa en serie tienen la desventaja de que la caída de voltaje a través de la resistencia de detección de corriente disminuye el voltaje máximo a través de la carga (el voltaje de cumplimiento ).

Fuentes de corriente de transistor simples

diodo de corriente constante

La estructura interna de un diodo limitador de corriente

La fuente o sumidero de corriente constante más simple se forma con un solo componente: un JFET con su compuerta conectada a su fuente. Una vez que la tensión entre drenador y fuente alcanza un valor mínimo, el JFET entra en saturación, donde la corriente es aproximadamente constante. Esta configuración se conoce como diodo de corriente constante , ya que se comporta de forma muy similar al diodo de tensión constante ( diodo Zener ) utilizado en fuentes de tensión simples.

Debido a la gran variabilidad de la corriente de saturación de los JFET, es común incluir también una resistencia de fuente (que se muestra en la imagen adyacente) que permite ajustar la corriente al valor deseado.

fuente de corriente de diodo Zener

En esta implementación con transistor bipolar de unión (BJT) (Figura 4) de la idea general anterior, un estabilizador de voltaje Zener (R1 y DZ1) controla un seguidor de emisor (Q1) cargado por una resistencia de emisor constante (R2) que detecta la corriente de carga. La carga externa (flotante) de esta fuente de corriente está conectada al colector de manera que casi la misma corriente fluye a través de él y de la resistencia de emisor (pueden considerarse conectados en serie). El transistor Q1 ajusta la corriente de salida (colector) para mantener la caída de voltaje en la resistencia de emisor constante, R2, casi igual a la caída de voltaje relativamente constante en el diodo Zener, DZ1. Como resultado, la corriente de salida es casi constante incluso si la resistencia de carga y/o el voltaje varían. El funcionamiento del circuito se analiza en detalle más adelante.

Un diodo Zener , cuando está polarizado inversamente (como se muestra en el circuito), presenta una caída de tensión constante independientemente de la corriente que lo atraviesa. Por lo tanto, mientras la corriente Zener ( $I Z$ ) supere un cierto nivel (denominado corriente de mantenimiento), la tensión en el diodo Zener ( $V Z$ ) será constante. La resistencia R1 suministra la corriente Zener y la corriente de base ( $I B$ ) del transistor NPN (Q1). La tensión Zener constante se aplica entre la base de Q1 y la resistencia emisora R2.

La tensión a través de $R2$ $($ V $R2)$ viene dada por $V Z - V BE$ , donde $V BE$ es la caída de tensión base-emisor de Q1. La corriente del emisor de Q1, que también es la corriente a través de R2, viene dada por

I_{\text{R2}}(=I_{\text{E}}=I_{\text{C}})={\frac {V_{\text{R2}}}{R_{\text{2}}}}={\frac {V_{\text{Z}}-V_{\text{BE}}}{R_{\text{2}}}}.

Dado que $V Z$ es constante y $V BE$ también es (aproximadamente) constante para una temperatura dada, se deduce que $V R2$ es constante y, por lo tanto , $I E$ también es constante. Debido a la acción del transistor , la corriente del emisor, $I E$ , es casi igual a la corriente del colector, $I C$ , del transistor (que a su vez, es la corriente a través de la carga). Por lo tanto, la corriente de carga es constante (despreciando la resistencia de salida del transistor debido al efecto Early ) y el circuito funciona como una fuente de corriente constante. Mientras la temperatura permanezca constante (o no varíe mucho), la corriente de carga será independiente de la tensión de alimentación, R1 y la ganancia del transistor. R2 permite que la corriente de carga se ajuste a cualquier valor deseado y se calcula mediante

R_{\text{2}}={\frac {V_{\text{Z}}-V_{\text{BE}}}{I_{\text{R2}}}}

donde $VBE$ es típicamente 0,65 V para un dispositivo de silicio $.$ ^{[ 6 ]}

( $I R2$ también es la corriente del emisor y se supone que es la misma que la corriente del colector o la corriente de carga requerida, siempre que $h FE$ sea suficientemente grande). La resistencia $R 1$ se calcula como

R_{\text{1}}={\frac {V_{\text{S}}-V_{\text{Z}}}{I_{\text{Z}}+K\cdot I_{\text{B}}}}

donde $K$ = 1,2 a 2 (de modo que $R R1 sea lo suficientemente bajo como para garantizar$ $un I B$ adecuado ),

I_{\text{B}}={\frac {I_{\text{C}}}{h_{FE,{\text{min}}}}}

y $h FE,min$ es la ganancia de corriente mínima aceptable para el tipo de transistor que se está utilizando.

Fuente de corriente LED

El diodo Zener puede ser reemplazado por cualquier otro diodo; por ejemplo, un diodo emisor de luz LED1 como se muestra en la Figura 5. La caída de voltaje del LED ( $V D$ ) ahora se utiliza para derivar el voltaje constante y también tiene la ventaja adicional de rastrear (compensar) los cambios $de V BE$ debido a la temperatura. $R 2$ se calcula como

R_{\text{2}}={\frac {V_{\text{D}}-V_{\text{BE}}}{I_{\text{R2}}}}

y $R 1$ como

R_{\text{1}}={\frac {V_{\text{S}}-V_{\text{D}}}{I_{\text{D}}+K\cdot I_{\text{B}}}}

donde I _D es la corriente del LED.

Fuente de corriente de transistor con compensación de diodo

Los cambios de temperatura modificarán la corriente de salida del circuito de la Figura 4, ya que $VBE$ $es$ sensible a la temperatura. Esta dependencia de la temperatura se puede compensar utilizando el circuito de la Figura 6, que incluye un diodo estándar, D, (del mismo material semiconductor que el transistor) en serie con el diodo Zener, como se muestra en la imagen de la izquierda. La caída de tensión del diodo ( $VD$ ) sigue las variaciones $de$ $VBE debidas a la temperatura y, por lo tanto,$ contrarresta significativamente la dependencia de la CCS con la temperatura.

La resistencia $R 2$ ahora se calcula como

R_{2}={\frac {V_{\text{Z}}+V_{\text{D}}-V_{BE}}{I_{\text{R2}}}}

Dado que $VD$ $= VBE = 0,65 V$ , ^{[ 7 ]}

R_{2}={\frac {V_{\text{Z}}}{I_{\text{R2}}}}

(En la práctica, $V D$ nunca es exactamente igual a $V BE$ y, por lo tanto, solo suprime el cambio en $V BE$ en lugar de anularlo).

$R 1$ se calcula como

R_{1}={\frac {V_{\text{S}}-V_{\text{Z}}-V_{\text{D}}}{I_{\text{Z}}+K\cdot I_{\text{B}}}}

(La caída de tensión directa del diodo compensador, $V D$ , aparece en la ecuación y suele ser de 0,65 V para dispositivos de silicio. ^{[ 7 ]} )

Tenga en cuenta que esto solo funciona correctamente si DZ1 es un diodo de referencia u otra fuente de voltaje estable. Junto con diodos Zener "normales", especialmente con voltajes Zener bajos (<5 V), el diodo podría incluso empeorar la dependencia general de la temperatura.

Espejo de corriente con degeneración del emisor

La retroalimentación negativa en serie también se utiliza en el espejo de corriente de dos transistores con degeneración del emisor . La retroalimentación negativa es una característica básica en algunos espejos de corriente que utilizan múltiples transistores, como la fuente de corriente de Widlar y la fuente de corriente de Wilson .

Fuente de corriente constante con compensación térmica

Una limitación de los circuitos de las figuras 5 y 6 es que la compensación térmica es imperfecta. En los transistores bipolares, a medida que aumenta la temperatura de la unión, la caída de tensión $V be$ (caída de tensión entre la base y el emisor) disminuye. En los dos circuitos anteriores, una disminución de $V be$ provocará un aumento de la tensión en la resistencia del emisor, lo que a su vez provocará un aumento de la corriente de colector que circula por la carga. El resultado final es que la cantidad de corriente "constante" suministrada depende, al menos en cierta medida, de la temperatura. Este efecto se mitiga en gran medida, aunque no completamente, mediante las correspondientes caídas de tensión del diodo D1 en la figura 6 y del LED LED1 en la figura 5. Si la disipación de potencia en el dispositivo activo del CCS no es pequeña o se utiliza una degeneración del emisor insuficiente, esto puede convertirse en un problema importante.

Imaginemos en la Figura 5 que, al encender el dispositivo, el LED recibe una tensión de 1 $V$ que alimenta la base del transistor. A temperatura ambiente, hay una caída de tensión de aproximadamente 0,6 V en la unión $Vbe$ y, por lo tanto, de 0,4 V en la resistencia del emisor, lo que da una corriente de colector (carga) aproximada de $0,4/R e$ amperios. Ahora imaginemos que la disipación de potencia en el transistor provoca su calentamiento. Esto hace que la $caída de tensión en$ $Vbe$ (que era de 0,6 V a temperatura ambiente) disminuya a, digamos, 0,2 V. Ahora, la tensión en la resistencia del emisor es de 0,8 V, el doble de lo que era antes del calentamiento. Esto significa que la corriente de colector (carga) ahora es el doble del valor de diseño. Este es un ejemplo extremo, por supuesto, pero sirve para ilustrar el problema.

El circuito de la izquierda resuelve el problema térmico (véase también limitación de corriente ). Para comprender su funcionamiento, supongamos que se acaba de aplicar la tensión V+. La corriente fluye a través de R1 hacia la base de Q1, activándolo y provocando que la corriente comience a fluir a través de la carga hacia el colector de Q1. Esta misma corriente de carga sale del emisor de Q1 y, por consiguiente, fluye a través de $R sense$ hacia tierra. Cuando esta corriente a través de $R sense$ hacia tierra es suficiente para provocar una caída de tensión igual a la caída $V be$ de Q2, este comienza a activarse. Al activarse, Q2 extrae más corriente a través de su resistencia de colector, R1, lo que desvía parte de la corriente inyectada en la base de Q1, haciendo que Q1 conduzca menos corriente a través de la carga. Esto crea un bucle de retroalimentación negativa dentro del circuito, que mantiene la tensión en el emisor de Q1 prácticamente igual a la caída $V be$ de Q2. Dado que Q2 disipa muy poca potencia en comparación con Q1 (ya que toda la corriente de carga pasa por Q1, no por Q2), Q2 no se calentará significativamente y la tensión de referencia (ajuste de corriente) en $R sense$ se mantendrá constante en ≈0,6 V, o una caída de tensión de diodo por encima de tierra, independientemente de las variaciones térmicas en la caída de tensión $V be$ de Q1. El circuito sigue siendo sensible a los cambios en la temperatura ambiente en la que opera el dispositivo, ya que la caída de tensión BE en Q2 varía ligeramente con la temperatura.

Fuentes de corriente de amplificadores operacionales

La sencilla fuente de corriente de transistor de la Figura 4 se puede mejorar insertando la unión base-emisor del transistor en el bucle de retroalimentación de un amplificador operacional (Figura 7). De esta forma, el amplificador operacional aumenta su tensión de salida para compensar la caída $de$ $VBE$ . El circuito es, en realidad, un amplificador no inversor con búfer, alimentado por una tensión de entrada constante. Mantiene esta tensión constante a través de la resistencia de detección constante. Como resultado, la corriente que fluye a través de la carga también es constante; es exactamente la tensión Zener dividida por la resistencia de detección. La carga se puede conectar tanto al emisor (Figura 7) como al colector (Figura 4), pero en ambos casos queda flotante, como en todos los circuitos anteriores. El transistor no es necesario si la corriente requerida no supera la capacidad de suministro del amplificador operacional. El artículo sobre espejos de corriente analiza otro ejemplo de estos denominados espejos de corriente con ganancia aumentada .

Fuentes de corriente del regulador de voltaje

La configuración general de retroalimentación negativa se puede implementar mediante un regulador de voltaje integrado ( regulador de voltaje LM317 en la Figura 8). Al igual que con el seguidor de emisor desnudo y el seguidor de amplificador operacional de precisión descritos anteriormente, mantiene una caída de voltaje constante (1,25 V) a través de una resistencia constante (1,25 Ω); por lo tanto, fluye una corriente constante (1 A) a través de la resistencia y la carga. El LED se enciende cuando el voltaje a través de la carga supera los 1,8 V (el circuito indicador introduce cierto margen de error). La carga conectada a tierra es una ventaja importante de esta solución.

Tubos Curpistor

Los tubos de vidrio llenos de nitrógeno con dos electrodos y una cantidad calibrada de Becquerel (desintegraciones por segundo) de ²²⁶ Ra ofrecen un número constante de portadores de carga por segundo para la conducción, lo que determina la corriente máxima que el tubo puede conducir en un rango de voltaje de 25 a 500 V. ^{[ 8 ]}

Comparación de fuentes de corriente y voltaje

Figura 9: Una fuente de corriente $I_{\rm {no}}$ con resistencia de fuente paralela $R_{\rm {no}}$ puede convertirse en su equivalente de Thévenin de una fuente de voltaje $V_{\rm {th}}=I_{\rm {no}}R_{\rm {no}}$ con resistencia en serie equivalente $R_{\rm {th}}$ La conversión también funciona a la inversa.

{\displaystyle I_{\rm {no}}} — Figura 9: Una fuente de corriente $I_{\rm {no}}$ con resistencia de fuente paralela $R_{\rm {no}}$ puede convertirse en su equivalente de Thévenin de una fuente de voltaje $V_{\rm {th}}=I_{\rm {no}}R_{\rm {no}}$ con resistencia en serie equivalente $R_{\rm {th}}$ La conversión también funciona a la inversa.

La mayoría de las fuentes de energía eléctrica ( electricidad de la red , una batería , etc.) se modelan mejor como fuentes de voltaje ; sin embargo, algunas (en particular las células solares ) se modelan mejor utilizando fuentes de corriente. A veces es más fácil considerar una fuente de corriente como una fuente de voltaje y viceversa (véase la conversión en la Figura 9) utilizando los teoremas de Norton y Thévenin .

Las fuentes de voltaje proporcionan un voltaje de salida casi constante siempre que la corriente extraída de la fuente esté dentro de sus capacidades. Una fuente de voltaje ideal con un circuito abierto (es decir, una impedancia infinita ) no proporcionará corriente (y, por lo tanto, ninguna potencia). Pero cuando la resistencia de carga se aproxima a cero (un cortocircuito ), la corriente (y, por consiguiente, la potencia) tiende al infinito. Dicho dispositivo teórico tiene una impedancia de salida de cero ohmios en serie con la fuente. En cambio, las fuentes de voltaje reales tienen una impedancia de salida distinta de cero , que preferiblemente es muy baja (a menudo mucho menor que 1 ohmio).

Por el contrario, una fuente de corriente proporciona una corriente constante, siempre que la impedancia de la carga sea suficientemente menor que la impedancia en paralelo de la fuente (que preferiblemente es muy alta e idealmente infinita). En el caso de las fuentes de corriente de transistor, las impedancias típicas son de unos pocos megaohmios (a bajas frecuencias). Dado que la potencia es igual a la corriente al cuadrado multiplicada por la resistencia, cuando la resistencia de carga conectada a una fuente de corriente tiende a cero (un cortocircuito), tanto la corriente como la potencia tienden a cero.

Las fuentes de corriente ideales no existen. Conectar una hipotéticamente a un circuito abierto ideal crearía la paradoja de hacer circular una corriente constante y distinta de cero (proveniente de la fuente) a través de un elemento con una corriente cero definida (el circuito abierto). A medida que la resistencia de carga de una fuente de corriente ideal tiende a infinito (un circuito abierto), la tensión en la carga también tendería a infinito (ya que la tensión es igual a la corriente multiplicada por la resistencia ) y, por lo tanto, la potencia consumida también tendería a infinito. La corriente de una fuente de corriente real conectada a un circuito abierto, en cambio, fluiría a través de la impedancia paralela interna de la fuente (y se disiparía en forma de calor).

De igual modo, no existen fuentes de voltaje ideales . Si hipotéticamente conectáramos una a un cortocircuito ideal , se produciría una paradoja similar: un voltaje finito distinto de cero en un elemento con voltaje cero definido (el cortocircuito).

Así como las fuentes de voltaje no deben conectarse en paralelo con otras fuentes de voltaje diferentes, una fuente de corriente tampoco debe conectarse en serie con otra fuente de corriente. Cabe señalar que algunos circuitos utilizan elementos similares, pero no idénticos, a las fuentes de voltaje o corriente, y pueden funcionar cuando se conectan de esta manera, lo cual no está permitido para las fuentes de corriente o voltaje reales. Asimismo, al igual que las fuentes de voltaje pueden conectarse en serie para sumar sus voltajes, las fuentes de corriente pueden conectarse en paralelo para sumar sus corrientes.

Cargando un condensador

Dado que la carga de un condensador es igual a la integral de la corriente con respecto al tiempo , una fuente de corriente constante ideal carga un condensador linealmente con el tiempo, independientemente de cualquier resistencia en serie. El convertidor analógico-digital de Wilkinson , por ejemplo, utiliza este comportamiento lineal para medir un voltaje desconocido midiendo el tiempo que tarda una fuente de corriente en cargar un condensador hasta ese voltaje. En cambio, una fuente de voltaje carga un condensador a través de una resistencia de forma no lineal con el tiempo , ya que la corriente de carga de la fuente de voltaje disminuye exponencialmente con el tiempo.

Véase también

Corriente constante
Limitación de corriente
Bucle de corriente
Espejo actual
Fuentes y sumideros de corriente
Puente de Fontana , una fuente de corriente compensada
Resistencia de hierro-hidrógeno
reactor saturable
Convertidor de voltaje a corriente
Fuente de alimentación para soldadura , un dispositivo utilizado para la soldadura por arco , muchos de los cuales están diseñados como dispositivos de corriente constante.
Fuente de corriente de Widlar

Referencias

↑ "MOSFET de potencia en modo de agotamiento: el MOS olvidado - Artículos técnicos" . eepower.com . Consultado el 30 de junio de 2026 .
↑ Fuente de corriente bilateral de Widlar Archivado el 7 de junio de 2011 en Wayback Machine
↑ "AN-1515 Un estudio exhaustivo de la bomba de corriente Howland" (PDF) (PDF). Texas Instruments, Inc. 2013.
↑ Considere el integrador de alimentación única "Deboo"
↑ Horowitz, Paul; Winfield Hill (1989). El arte de la electrónica, 2.ª ed . Reino Unido: Cambridge University Press. 182 págs . ISBN 0521370957.
↑ El valor de $V BE$ varía logarítmicamente con el nivel de corriente: para más detalles, consulte el modelado de diodos .
1 2 Véase la nota anterior sobre la dependencia logarítmica de la corriente.
↑ "Tung-Sol: Hoja de datos del regulador de corriente de minuto Curpistor " (PDF) . Consultado el 26 de mayo de 2013 .

Lecturas adicionales

«Fuentes de corriente y referencias de voltaje» Linden T. Harrison; Publ. Elsevier-Newnes 2005; 608 páginas; ISBN 0-7506-7752-X

Enlaces externos

Fuentes de corriente y espejos de corriente
Fuente/Limitador de corriente constante FET - Vishay
Simulación de fuente de corriente JFET y pSpice archivada el 15/11/2016 en Wayback Machine.
Uso de fuentes/sumideros/espejos de corriente en audio. Archivado el 17/07/2019 en Wayback Machine.
Amplificadores diferenciales y fuentes de corriente

[1] "MOSFET de potencia en modo de agotamiento: el MOS olvidado - Artículos técnicos" . eepower.com . Consultado el 30 de junio de 2026 .

[2] Fuente de corriente bilateral de Widlar Archivado el 7 de junio de 2011 en Wayback Machine

[3] "AN-1515 Un estudio exhaustivo de la bomba de corriente Howland" (PDF) (PDF). Texas Instruments, Inc. 2013.

[4] Considere el integrador de alimentación única "Deboo"

[Horowitz2-5] Horowitz, Paul; Winfield Hill (1989). El arte de la electrónica, 2.ª ed . Reino Unido: Cambridge University Press. 182 págs . ISBN 0521370957.

[6] El valor de $V BE$ varía logarítmicamente con el nivel de corriente: para más detalles, consulte el modelado de diodos .

[Seeabove-7] 1 2 Véase la nota anterior sobre la dependencia logarítmica de la corriente.

[8] "Tung-Sol: Hoja de datos del regulador de corriente de minuto Curpistor " (PDF) . Consultado el 26 de mayo de 2013 .

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