使用自舉積分電路的精密電流源設(shè)計(jì)

如圖1所示的普通電流源的精確度不低于1%，而且對(duì)溫度不太敏感(溫度系數(shù)低于5×10-5/℃ )。該電路有較高的輸出阻抗和較寬的電壓允許范圍(4.3～34V）。它采用電壓參考集成電路IC1及電阻R1來(lái)產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的電流源，并符合表達(dá)式ISOURCE=VREF/R1+IC1的對(duì)地電流。

IC1的精確度擴(kuò)展到5.5V供電電壓極限之外(CMOS）。這歸功于采用由IC2、R2及C2組成的自舉積分電路，它能保持IC1的輸入在允許范圍之內(nèi)，因而一個(gè)符合IC2的寬供電范圍的精密電流源產(chǎn)生了。

IC2是為了保持IC1的輸入在允許范圍(<5.5V)內(nèi)的旁路器件，由于IC2的自舉，這個(gè)電路沒(méi)有附加的IC2對(duì)地電流誤差。IC2、R2和C2組成一個(gè)積分器，迫使IC1的輸入用來(lái)保持R1上的壓降等于VREF。同時(shí)，IC2的輸出電流通過(guò)R4，這個(gè)電流與IC2的負(fù)供電電流加起來(lái)流過(guò)R1，ISOURCE便由這個(gè)電流再加上一個(gè)很小的IC1對(duì)地偏差電流(50mA)來(lái)產(chǎn)生。

因此合成電路精確設(shè)置的ISOURCE中包含的誤差由3個(gè)方面引起。VREF及R1的容差都是0.1%。IC1的對(duì)地電流在50mA±7mA的范圍內(nèi)變化，可轉(zhuǎn)換成0.2%的附加容差。當(dāng)這些容差合成后，總的ISOURCE容差在1%以下。

類似地，ISOURCE對(duì)溫度從-40～＋85℃變化的不敏感性是VREF、R1及IC1對(duì)地電流的溫度系數(shù)的函數(shù)。在2×10-5/℃的溫度系數(shù)等級(jí)時(shí)，LM4130可以達(dá)到0.1%的容差。在2.5×10-5/℃的溫度系數(shù)等級(jí)時(shí)，通?？梢圆捎昧畠r(jià)的電阻來(lái)達(dá)到0.1%的容差。在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，LM4130的對(duì)地電流在50mA±5mA范圍變化，這又產(chǎn)生了2×10-5/℃的附加溫度系數(shù)。因此，總的ISOURCE溫度系數(shù)低于5×10-5/℃。

C1允許該電路從VSOURCE上電時(shí)啟動(dòng)。當(dāng)C1選0.1mF時(shí)，對(duì)5V電源，啟動(dòng)延時(shí)為100ms。對(duì)于上電電壓變化陡峭的情況, 用0.001mF的C1可以實(shí)現(xiàn)1ms啟動(dòng)。 R3用來(lái)在啟動(dòng)期間將VREF與積分器隔離。 R4用于將IC2的輸出（即IC1的輸入）電平轉(zhuǎn)換至高于VREF，R5在啟動(dòng)期間用來(lái)限制IC1的輸入電流。

選用IC2是因?yàn)樗╇姺秶鷮?，而且輸入共模范圍也寬，從正到?fù)。IC2的典型對(duì)地電流（0.6mA)限制了ISOURCE的最低設(shè)定值。IC2的最大輸出電流 (10mA)限制了ISOURCE的最高設(shè)定值。

圖2顯示ISOURCE在輸出電阻大于10MΩ時(shí)隨電壓變化的情況。圖中ISOURCE隨 VSOURCE變化的情況表明，復(fù)合運(yùn)放和電壓參考電流源的輸出電阻接近11MΩ。本電路允許的電壓范圍從4.3V到34V，這個(gè)上限是IC2的最大允許值加上VREF得到的, 其下限為IC2的最小允許值加上VREF?！?/font>