如何選擇外部電阻減少接地負(fù)載電流源誤差

　　運(yùn)算放大器通常用于在工業(yè)流程控制、科學(xué)儀器和醫(yī)療設(shè)備等各種應(yīng)用中產(chǎn)生高性能電流源?！赌M對話》1967年第1卷第1期上發(fā)表的“單放大器電流源”介紹了幾種電流源電路，它們可以提供通過浮動負(fù)載或接地負(fù)載的恒流。在壓力變送器和氣體探測器等工業(yè)應(yīng)用中，這些電路廣泛應(yīng)用于提供4 mA至20 mA或0 mA至20 mA的電流。

　　圖1所示的改進(jìn)型Howland電流源非常受歡迎，因?yàn)樗梢则?qū)動接地負(fù)載。允許相對較高電流的晶體管可以用MOSFET取代，以便達(dá)到更高的電流。對于低成本、低電流應(yīng)用，可以去除晶體管，如《模擬對話》2009年第43卷第3期“精密電流源的心臟：差動放大器”所述。

　　這種電流源的精度取決于放大器和電阻。本文介紹如何選擇外部電阻以最大程度減少誤差。

　　圖1. 改進(jìn)型Howland電流源驅(qū)動接地負(fù)載。

　　通過對改進(jìn)型Howland電流源進(jìn)行分析，可以得出傳遞函數(shù)：

　　提示1：設(shè)置R2 + R5 = R4

　　在公式1中，負(fù)載電阻影響輸出電流，但如果我們設(shè)置R1 = R3和R2 + R5 = R4, 則方程簡化為：

　　此處的輸出電流只是R3、R4和R5的函數(shù)。如果有理想放大器，電阻容差將決定輸出電流的精度。

　　提示2：設(shè)置RL = n × R5

　　為減少器件庫中的總電阻數(shù)，請?jiān)O(shè)置R1 = R2 = R3 = R4?，F(xiàn)在，公式1簡化為：

　　如果R5 = RL，則公式進(jìn)一步簡化為：

　　此處的輸出電流僅取決于電阻R5。