上一篇我们聊了功能强大的任意行为源(BV/BI),它们像是一个可以编写任意公式的“万能计算器”。而在实际电路中,还有一类更基础、更经典的元件,它们遵循严格的线性比例关系,这就是我们今天要介绍的线性受控源。

在 LTspice 中,这类元件主要分为两种:Linear current dependent current source电流控制电流源和Linear current dependent voltage source电流控制电压源。它们不像 BV/BI 那样自由,但胜在定义简洁、物理意义明确,是模拟晶体管放大、电流镜像等行为的基石。


电流控制电流源(CCCS)

CCCS 的输出是一个电流,其大小与电路中另一条支路的电流成正比。你可以把它想象成一个理想的电流放大器。

  • 元件符号:F
  • 语法:Fxxx n+ n- <Vnam> <gain>
  • 核心公式:I(n+,n−) = gain × I(Vnam)
  • I(n+,n−) :从 F 源正极流向负极的电流。
  • I(Vnam) :流过那个被监测的电压源的电流。

使用方法

  1. 按 F2 键,在元件库中搜索 F 并放置到原理图中。
  2. 被监测的电压源可以是你的供电电源或者0V电压源。
  3. 关键步骤:例如在你想要检测电流的支路中,串联一个独立的电压源,并将其电压值设为 0V(例如命名为 V_sense)。这个 0V 电压源在电路中相当于一根导线,但它能让 LTspice “看到”流过它的电流。
  4. 语法写法一(分开),右键点击 F 源,在属性中:
    • Value:输入你刚才创建的 0V 电压源的名称(例如 V_sense)。
    • Value2:输入电流增益 gain(例如 100 表示放大 100 倍)。
  5. 语法写法二(合并),右键点击 F 源,在属性中:
    • Value:电压源名称 空格 增益 gain 。

仿真实例如下:包含供电电源和0V电压源,包含两种语法


电流控制电压源(CCVS)

CCVS 的输出是一个电压,其大小与电路中另一条支路的电流成正比。它本质上是一个跨阻放大器,将电流信号转换为电压信号。

  • 元件符号:H
  • 核心公式:V(n+,n−) = transresistance × I(Vnam)
  • V(n+,n−) :H 源在输出端产生的电压。
  • I(Vnam)I:流过监测电压源的电流。
  • transresistance :跨阻值(欧姆)。

使用方法

  1. 按 F2 键,在元件库中搜索 H 并放置到原理图中。
  2. 与 F 源类似,H 源也需要通过一个零伏电压源来获取控制电流。
  3. 在需要检测电流的支路中串联一个 0V 的独立电压源(例如命名为 V_sense2)。
  4. 语法写法一(分开)右键点击 H 源,在属性中:
    • Value:输入用于检测电流的 0V 电压源名称(例如 V_sense2)。
    • Value2:输入跨阻值 r(例如 1000,表示 1mA 的控制电流会产生 1V 的输出电压)。
  5. 语法写法二(合并),在属性中:
    • Value:电压源名称 空格 跨阻值 r 。

仿真实例如下:


核心要点与技巧
  • 为什么需要 0V 电压源?
    LTspice 的 F 和 H 源无法直接“感应”某条导线上的电流。它们需要一个“电流传感器”,而一个 0V 的独立电压源串联在电路中,既能保证不影响原电路工作(理想导线),又能让仿真器方便地测量流过它的电流。这是使用线性电流控制源的关键。

  • 与 BV/BI 的区别

    • F/H 源:专注于线性的电流控制关系,设置简单,物理模型清晰。
    • BV/BI 源:功能更强大,可以实现任意数学关系,包括非线性、时变、条件判断等,灵活性极高。
  • 典型应用

    • CCCS (F):模拟双极型晶体管(BJT)的电流放大效应(Ic = β * Ib)。
    • CCVS (H):模拟电流采样电阻、跨阻放大器等将电流转换为电压的电路。

掌握这两种线性受控源,能让你在 LTspice 中更高效地搭建和仿真模拟电路的核心模块。它们与上一篇的 BV/BI 源一起,构成了 LTspice 强大的行为级建模工具箱。


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