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刊登于 2009 年 9 月《模拟对话》杂志的“差动放大器构成精密电流源的核心”一文描述了如何利用单位增益差动放大器AD8276和微功耗运算放大器AD8603来实现精密电流源。图 1所示为该电路针对低成本、低电流应用的简化版本。
图1. 针对低成本、低电流应用的简易电流源
输出电流IO约等于差分输入电压VIN + – VIN–除以R1,推导过程如下。
实验设置
1. AD5750EVB(AD5750 驱动器和AD5662 16 位nanoDAC®)为AD8276 提供双极性输入。2. 万用表 OI-857 测量输入电压、输出电压和电阻。3. R1 和RLOAD的标称值分别为 280 Ω和 1 kΩ,实测值分别为280.65 Ω和 997.11 Ω。4. 实测电压除以RLOAD便得到输出电流。
图2. 理想和实际输出电流与差分输入电压的关系
实验结果
图 2 显示了输出电流与输入电压的关系。X 轴为差分输入电压,范围–3.2 V 至+3.2 V;Y 轴为输出电流。四条线分别显示了理想电流输出和–40°C、+25°C 及+85°C 时的实际输出。图 3 显示了输出电流误差与输入电压的关系。三条线分别显示了–40°C、+25°C 和+85°C 时的误差。
图 3. 输出电流误差与输入电压的关系
实际输出电流以图 4 所示的 AD8276 短路输出电流为限。–40°C时,短路电流约为 8 mA。
图 4. AD8276 短路输出电流与温度的关系
总结
去除外部升压晶体管和缓冲器并增加一个电阻,便可以利用AD8276 构建一个低成本、低电流的电流源,其在–40°C 至+85°C 温度范围内的总误差小于约 1.5%。采用±15 V 电源供电时,整个温度范围内的输出电流范围约为–11 mA 至+8 mA。采用+5 V 单电源供电时可以构建一个单极性电流源。
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