Zdroj proudu (IT) lze považovat za elektronické zařízení, které dodává elektrický proud do vnějšího obvodu, nezávisle na napětí na prvcích obvodu a na něm samotném.
Význačnou vlastností IT je jeho velký (v ideálním případě nekonečně velký) vnitřní odpor Rext. Proč tomu tak je?
Představme si, že chceme přenést 100 % energie ze zdroje do zátěže. Je to přenos energie.
Pro dodání 100% výkonu ze zdroje do zátěže je nutné rozložit odpor v obvodu tak, aby zátěž tento výkon přijala. Tento proces se nazývá dělení proudu.
Proud vždy vede nejkratší cestou a volí trasu s nejmenším odporem. Proto v našem případě musíme zdroj a zátěž uspořádat tak, aby první měl mnohem větší odpor než druhý.
Toto má zajistit, aby proud procházel ze zdroje do zátěže. Proto v tomto příkladu použijeme ideální zdroj proudu, který má nekonečný vnitřní odpor. Tím je zajištěno, že proud teče z IT po nejkratší cestě, tedy přes zátěž.
ProtožeRext zdroje je nekonečně velký, výstupní proud z něj se nezmění (i přes změnu hodnoty odporu zátěže). Proud bude mít vždy tendenci protékat nekonečným odporem IT směrem k zátěži s relativně nízkým odporem. Toto ukazuje graf výstupního proudu ideálního zdroje.
S nekonečně velkým vnitřním odporem IT nemají žádné změny hodnoty odporu zátěže žádný vliv na velikost proudu tekoucího vnějším obvodem ideálního zdroje.
Nekonečný odpor je dominantní v obvodu a neumožňuje změnu proudu (i přes kolísání odporu zátěže).
Podívejme se na ideální obvod zdroje proudu zobrazený níže.
Protože IT má nekonečný odpor, proud tekoucí ze zdroje má tendenci najít si cestu nejmenšího odporu, což je zátěž 8Ω. Veškerý proud ze zdroje proudu (100mA) protéká přes 8Ω pull-up rezistor. Tento ideální případ je příkladem 100% energetické účinnosti.
Nyní se podíváme na skutečný okruh IT (jak je znázorněno níže).
Tento zdroj má odpor 10 MΩ, který je dostatečně vysoký na to, aby poskytoval proud velmi blízký plným 100 mA zdroje, avšak v tomto případě IT nedodá 100 % svého výkonu.
Je to proto, že interníodpor zdroje odebere část proudu, což povede k určitému úniku.
Lze vypočítat pomocí konkrétního rozdělení.
Zdroj dodává 100 mA. Tento proud je pak sdílen mezi 10 MΩ zdrojem a 8Ω zátěží.
Jednoduchým výpočtem můžete určit, jaká část proudu protéká zatěžovacím odporem 8Ω
I=100mA -100mA (8x10-6 MΩ /10MΩ)=99,99 mA.
I když fyzikálně ideální zdroje proudu neexistují, slouží jako model pro budování skutečných IT, které jsou si svými vlastnostmi blízké.
V praxi se používají různé typy zdrojů proudu, lišící se obvodovým řešením. Nejjednodušší IT může být obvod zdroje napětí s připojeným rezistorem. Tato možnost se nazývá odporová.
Na tranzistoru lze postavit velmi kvalitní zdroj proudu. Existuje také levný komerční FET zdroj proudu, což je jen FET s p-n přechodem a hradlem připojeným ke zdroji.
