電流源とは？電圧源との根本的な違い

まず、私たちの最も身近な電源である「電圧源」と比較してみましょう。

では、一体どうやってそんな器用なことをしているのでしょうか？その答えは、電流源の「タイプ」によって全く異なります。電流源の世界には、まるで性格の違う2人のシェフが存在するのです。

タイプA：調整するシェフ「能動的な電流源」の仕組み 👨‍🍳

1人目のシェフは、レシピ（目標電流）通りに料理を仕上げるためなら、火加減（電圧）の調整を一切惜しまない、完璧主義なシェフです。これを「能動的（アクティブ）電流源」と呼びます。

主役はトランジスタ！フィードバック制御の妙技

この能動的電流源の主役は、トランジスタという電子部品です。トランジスタは、小さな制御信号によって、大きな電流の流れをコントロールできる、電子的な蛇口のようなものです。

この仕組みを理解するために、ダムの放流システムを想像してみてください。

ダムの放流モデル (フィードバック制御)

このように、出力の結果を常に監視し、目標値からズレないように原因側を調整し続ける制御を「フィードバック制御」と呼びます。能動的電流源は、トランジスタを使ったフィードバック制御によって、負荷抵抗がどう変わろうと出力電圧を巧みに調整し、電流を一定に保っているのです。

タイプB：素材で決まるシェフ「受動的な電流源」の仕組み 🧑‍🌾

ここからが、多くの人が「？」となるポイントです。「トランジスタのような能動的な制御がないのに、電流源として振る舞う部品があるらしい。例えば、光センサー。あれはどういうこと？」

その答えが、2人目のシェフ、「受動的（パッシブ）電流源」です。このシェフは、調理法（電圧）を工夫するのではなく、その日に仕入れた食材（物理現象）の量で、作れる料理の量（電流）が上限として決まってしまう職人肌のシェフです。

光センサーの仕組み：回路と物理で解き明かす

フォトダイオードなどの光センサーが、この受動的電流源の代表例です。その仕組みを、「回路」と「物理」の両面から見ていきましょう。

フォトダイオードの動作原理

もう一つの代表例：定電流ダイオード(CRD)

この受動的電流源の考え方を製品にしたのが、定電流ダイオード（CRD）です。

まとめ：2人のシェフを理解すれば、電流源はもう怖くない

最後に、2つの電流源の本質をもう一度確認しましょう。