电流转电压I-V电路(或电压转电流V-I电路)是将输入的电压(电流)信号转换为电流(电压)信号,是电压(电流)控制的电流(电压)源,在工业控制与传感器应用场合使用比较多。
最简单的I-V电路就是利用一个精密电阻(如绕线电阻),如下图所示:

为了抑制高频干扰,也通常会加入低通滤波器,如下图所示:

很明显,如果我们的负载直接与电路输出相连接,那么由于负载本身有一定的输入电阻,与绕线电阻的阻值并联后总阻值会发生变化(即负载效应),因此,该电路不适于负载变化较大的应用场合,但我们可以接一个电压跟随器,如下图所示:

如果输入电流源ii太小,则电阻R的阻值过小则将导致两端的电压过小,继而导致后级电路无法更好地处理,我们当然可以将R值加大,但更多的时候,我们更愿意去更改运放的放大倍数,如下图所示:
根据运放“虚短”特性,反相端与同相端的电位相同,即地电位(0),因此有:
公式中的电阻Rf就是输入电流的放大倍数(因为是将电流放大为电压,也称为跨阻抗放大器),也称为灵敏度
下图为光电二极管检测应用电路:
光电二极管是一种传感器,光线照射时可产生光电流,利用I-V转换电路即可将光电流转换成电压输出,由于运放的输入阻抗非常大,输出阻抗比较小,因此可以高效地进行I-V转换。
根据下图可得A节点电流,则有:
其实就是个反相放大器,因此,它的表达值如下:
相应的,也有同相放大的电压转换为电流电路,如下图所示:
但是这些V-I转换电路的负载都是浮地(即负载的任何一端未与地相连接),并没有实际的应用价值,因为大多数场合,我们都要求负载是接地的,因此如下图所示:
此电路增加了运放OP2组成的电压跟随器,因此uA=uo
这样,只要R5的阻值是一定的,则负载电流与R5的电流就是相等的,即可实现共地V-I转换,但是由于大多数常用的运算放大器输出电流并不大,因此不适于负载电路比较大的场合,我们可以用三极管进行扩流输出,如下图所示:
这样流过负载RL的电流不再由运放直接提供,而是由三极管将运放输出放大后的电流来提供,如果需要更大的电流,也可以使用达林顿管(复合管)或场效应管来代替三极管Q1