使用自舉積分電路的精密電流源設計

如圖1所示的普通電流源的精確度不低于1%，而且對溫度不太敏感(溫度系數低于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來產生一個穩(wěn)定的電流源，并符合表達式ISOURCE=VREF/R1+IC1的對地電流。

IC1的精確度擴展到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，因而一個符合IC2的寬供電范圍的精密電流源產生了。

IC2是為了保持IC1的輸入在允許范圍(<5.5V)內的旁路器件，由于IC2的自舉，這個電路沒有附加的IC2對地電流誤差。IC2、R2和C2組成一個積分器，迫使IC1的輸入用來保持R1上的壓降等于VREF。同時，IC2的輸出電流通過R4，這個電流與IC2的負供電電流加起來流過R1，ISOURCE便由這個電流再加上一個很小的IC1對地偏差電流(50mA)來產生。

因此合成電路精確設置的ISOURCE中包含的誤差由3個方面引起。VREF及R1的容差都是0.1%。IC1的對地電流在50mA±7mA的范圍內變化，可轉換成0.2%的附加容差。當這些容差合成后，總的ISOURCE容差在1%以下。

類似地，ISOURCE對溫度從-40～＋85℃變化的不敏感性是VREF、R1及IC1對地電流的溫度系數的函數。在2×10-5/℃的溫度系數等級時，LM4130可以達到0.1%的容差。在2.5×10-5/℃的溫度系數等級時，通?？梢圆捎昧畠r的電阻來達到0.1%的容差。在整個溫度范圍內，LM4130的對地電流在50mA±5mA范圍變化，這又產生了2×10-5/℃的附加溫度系數。因此，總的ISOURCE溫度系數低于5×10-5/℃。

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

選用IC2是因為它供電范圍寬，而且輸入共模范圍也寬，從正到負。IC2的典型對地電流（0.6mA)限制了ISOURCE的最低設定值。IC2的最大輸出電流 (10mA)限制了ISOURCE的最高設定值。

圖2顯示ISOURCE在輸出電阻大于10MΩ時隨電壓變化的情況。圖中ISOURCE隨 VSOURCE變化的情況表明，復合運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>