运放 Parallel-Series （并行-串联）反馈，用于构建电流放大器
前言
运算放大器的反馈电路有四种配置，上回介绍了最基础的 SP 型（Series Parallel），用于电压放大，Asp = Vout / Vin：
今天介绍 PS 型（Parallel Series），它用于构建理想电流放大器，电流增益定义为输出电流与输入电流的比值，即 Aps = Iout / Iin 。
内容及素材均来自于书籍《 Operational Amplifiers & Linear Integrated Circuits: Theory and Application 》，我只做了一些要点的脉络梳理，细节详情请看原文，详见参考链接 [1]、[2] 。
Parallel Series 反馈型运放
PS 型反馈电路：输入电流（Iin） 采用并行连接，分为放大器支路（Iamp）与反馈网络支路（Ifeedback），实现低输入阻抗以适配电流输入；输出电流（Iout）经负载 RL 后串联接入反馈网络，达成高输出阻抗以适配电流输出，负载通常采用浮地形式：
从电路分析角度来看：
其中：
- 输入电流 Iin = Iamp + Ifeedback ，Iamp 作为误差信号；
- 放大器开环电流增益为 A = Iout / Iamp；
- 反馈网络的电流反馈系数为 β = Ifeedback / Iout；
- 结合 Iin = Iamp + Ifeedback，可推得闭环电流增益 Aps = Iout / Iin = 1 + A / βA ；
- 当 A 达到一定程度，则可以近似为 Aps = Iout / Iin = 1 / β 。
文中给出了一个例子：
Iout = Ir2 + Ir1 (Ifeedback)，利用分流原理，得出 β 与 Aps （例子中为 10 倍 A/A） 。
Aps 的电流增益 与 Asp 的电压增益公式颇为相似。
有几个问题：
- 从电流大小的角度：Iout > Ir2 > Ir1 > Iamp ≈ 0A ，是不是这样？
- 运放输出端的电压是正是负？各节点电压是多少？
- 负载是浮地的（Floating），负载轻重有什么影响？
例子没详讲，为此我们可以做一下仿真。
今日仿真
案例1 —— Parallel Series 电流放大器
构建电路图如下，我改了一下各个电阻的参数，让数据显示更为明显：
由 .op 仿真可以看出稳定状态下的各个直流电压/电流，注意电流的方向。
进行瞬态仿真（电压），可以看到 Vin、Vfeedback、Vout 的电压大小，其中 Vout 远未及电源电压：
进行瞬态仿真（电流），可以看到 各个电阻上电流的大小和方向：
那么如果继续增大电流增益，会怎么样？
案例2 —— Parallel Series 电流放大器（发生限位）
构建电路图如下，更新了电阻之比，使得电流增益更大。
此外，LTSpice 中的通用运放有若干种，我选了一种具有 Output Voltage / Current Limit 的运放，显然，它电压输出不能超过电源电压：
进行瞬态仿真（电压），可以看到 Vout 已经达到电源电压（-15V），即发生了限位：
进行瞬态仿真（电流），输出电流在 75μA：
因为限位，输出电流与输入电流之比，未达到预设的电流增益。
总结
今天我们介绍了 运放 Parallel-Series （并行-串联） 反馈，用于构建电流放大器。
案例代码
本文 LTspice 案例上传至 Gitee，可下载运行：
参考资料
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