可吸收和提供電流的運放

當為電子設(shè)備作設(shè)計時（如傳感器或放大器偏置供電或?qū)Ｓ玫牟ㄐ伟l(fā)生器），可以把一個受控恒流源或接收電路作為很有用的構(gòu)建模塊。這些電路有很高的動態(tài)輸出阻抗，在允許的順從電壓范圍內(nèi)可提供相對較大的電流。用一個運放和一個分立的外接晶體管就可以實現(xiàn)一個恒流電路，但也可以用一只運放和一些電阻器，設(shè)計出一個雙極型的電流源或接收器（圖1）。圖1a至圖1c的恒流接收電路在精度、動態(tài)阻抗和順從范圍之間作了各種折衷。

圖1d中的電路是一個有簡單反饋結(jié)構(gòu)的雙極型電流源，優(yōu)于常見的需要正反饋和有多種輸入阻抗的Howland電流泵。圖1e是一個恒流源。所有這些電路的輸出電流與輸入電壓之間都表現(xiàn)出極佳的線性關(guān)系。

圖1a中的電路的輸出含有一種不確定性，這是因為運放的靜態(tài)電流會添加到計算的輸出電流上。例如，在大多數(shù)應(yīng)用中可以忽略MAX4162運放約25mA的靜態(tài)電流。圖1b中的電路與之類似，但要從理想的輸出電流值中減去靜態(tài)電流。圖1c中的電路提供一個電流吸收器，它沒有靜態(tài)電流誤差，而圖1d中的電路則有一個根據(jù)輸入電壓極性而變化的雙極型輸出，即它可以吸收或提供電流。它的性能依賴于電阻器對R1、R2以及R3、R4的精確匹配，并能良好地跟蹤正、負電源電壓。電源電壓絕對值之間的任何差異都表現(xiàn)為 0V 輸入電壓上的一個偏移電流。為了不對電源電壓變動產(chǎn)生敏感，圖1e中的電流源電路要求電阻器對R2、R3和R4、R5的精確匹配。

可以用下式計算圖1中電路的輸出電流。注意在這些例子中， RLOAD=100Ω。在圖1a中，IOUT=-VIN/RLOAD+25mA；在圖1b中，IOUT=-VIN/RLOAD-25mA；在圖1c中，IOUT=-VIN/RLOAD；在圖1d中，IOUT=-2×VIN/RLOAD；而在圖1e中，IOUT=VIN/RLOAD。圖1d電路的公式假定有完美的匹配，即R3=R4，R1=R2，而V+ = V-。它亦假定R4遠遠大于R1。

針對圖1中五種電路每一種電路的一個固定輸出電流值，圖2顯示了電路的動態(tài)阻抗和可用輸出電壓范圍（電流順從型）。圖形顯示了一個5 mA的高額定輸出電流，以更好地顯示電流幅度范圍的較高端。根據(jù)不同的應(yīng)用，可以通過仔細選擇運放和電阻器阻值，對每個電路的動態(tài)阻抗和電流范圍進行優(yōu)化。

發(fā)布者：小宇