晶体管是电路的核心，它基本上是一个电压控制的电流吸收器。不幸的是，它是一个非线性器件（电压电流特性不是一条直线），因此运算放大器和电阻器的存在是为了使整个电路的功能线性化。

如您在传递函数中所见，该电路将电压转换为电流。

晶体管与计算输出电流无关，输出电流仅取决于输入电压和 R1。

从电路中你可以发现：

$$ V_{in-} = V_{SS} + I_{OUT} \cdot R_1 $$

但如果运算放大器处于高增益区域，您也将拥有它（理想情况下）：

$$ V_{in-} = V_{in+} = Vin $$

因此，您可以比较两个方程的正确项并获得：

$$ Vin = V_{SS} + I_{OUT} \cdot R_1 $$ $$ I_{OUT} = \frac{Vin}{R_1} $$

晶体管旨在根据栅极电压驱动输出电流。可以这样想：运算放大器将执行使其输入相等所需的操作，这意味着提供电压以使 R1*Iout 等于 Vin。Iout 和 Vo(opamp) 之间的关系将由晶体管设置。

因此晶体管将执行真正的VI 转换，与运算放大器创建反馈回路。

因为我认为，即使没有这个晶体管，转换也会完成。

运算放大器将根据输入设置电压，而不是电流 - 从原理图符号的外观来看，它是一个普通的运算放大器，而不是根据输入设置电流的运算跨导放大器 (OTA)。

此外，运算放大器可以吸收或提供的电流量通常非常小，因此即使是没有像 MOSFET 电路这样的外部“缓冲器”的 OTA，V-to-I 范围也会非常有限。

如果这对您仍然没有意义，请解释为什么您认为无需晶体管即可完成转换。

这样想电路。假设您的 Vin 信号为零，运算放大器的输出为零，因此，MOSFET 栅极上的信号为零，MOSFET 不导通，随后 MOSFET 反相输入端上的信号为零.

假设 Vin 信号变为 1V。运算放大器输入之间现在有 1V 的差异。由于非反相输入高于反相输入，并且由于 MOSFET 关闭，因此运算放大器处于开环状态，并且具有极高的增益，因此运算放大器的输出将开始向正轨摆动。最终，运算放大器的输出电压将达到 MOSFET 的栅源阈值，并开始导通。

现在可能会发生一些事情之一。

如果与 MOSFET 漏极的离页连接进入电压源，则 MOSFET 将根据栅极电压开始控制流过它的电流。通过 MOSFET 的电流在 R1 上产生电压降。R1 上的电压是反馈——我们不再是开环的——因为 R1 电压被反馈到同相输入。当产生足够的运算放大器输出电压以控制 MOSFET 以允许恰好足够的电流流过 R1 以产生与 Vin 相同的压降时，系统将达到平衡，并将通过将运算放大器输出调整为 Vin（或 MOSFET 动态电阻）的变化。

如果页外连接未连接到电压源，则没有电流流过 R1，运算放大器将保持开环状态，并且运算放大器输出电压将达到其最大可能的正输出。MOSFET 将打开，但不执行任何操作。

这种方法的优点是可以使用一个较小的、相对“弱”的运算放大器（就驱动能力而言）来控制数十、数百甚至数千安培的电流 - 这只是 MOSFET 的尺寸和功率处理能力的问题检测电阻的能力。

它是（如标题所解释的）电压电流转换器。R1 顶部的电压等于（通过 Q4 的源漏电流）/100。运算放大器将在“电压跟随器”模式下运行，增加其输出，直到其两个输入端子相等时达到平衡。

所以效果是一个可变的电流吸收器。这与电流流动的电压无关（从该图右侧的某处开始）。鉴于运算放大器是基于电压的设备，仅在输出端使用电阻网络很难获得相同的效果。

这种布置还允许使用更大的 MOSFET 和更弱的放大器，而不是试图将其全部集成。