恒流源在各種測量電子電路和傳感器電子電路中應用廣泛，是開關電源、xinhaojiancehegonglvfangdadengchanghezhongbuketidaideceshidanyuan。weianjishukonghengliuyuangengshiguangfandiyingyongyuzhinengyiqihexianjinjiancejishuzhong。yuyibandehengliuyuandianluxiangbi，weianjihengliuyuanshuchudianliuxiao，gengyishoudaodianluzhongwenbohezaoshengdeyingxiang
，zaiqijianxuanzehedianlushejifangmianyouqiyaozhuyigaojingduhegaozukang。zhengshiyouyuzhexietedian，weianjihengliuyuandedianlushejifangfayuputongdehengliuyuandianluyousuoqubie。

微安級數控恒流源的一般設計方法

雖然恒流源的電路形式各種各樣，但是其電路結構基本一樣，都是基於閉環反饋的思想，反饋的形式主要有晶體管反饋
、場效應管反饋、並聯穩壓器反饋、運算放大器反饋等。數控恒流源的一般結構框圖如圖1所示，根據所需的恒流電路的電流值，係統首先通過微處理器計算出對應的電壓值，由DA轉換環節輸出電壓
，經過濾波電路的處理，和誤差放大、功率放大、電流檢測比較放大以及電壓電流轉換等環節
，在負載電阻所在回路輸出恒定的電流。

圖1：數控電流源的一般結構框圖

精jing密mi的de恒heng流liu源yuan電dian路lu多duo是shi使shi用yong運yun算suan放fang大da器qi作zuo為wei負fu反fan饋kui的de誤wu差cha放fang大da器qi，以yi晶jing體ti管guan或huo場chang效xiao應ying管guan作zuo為wei功gong率lv放fang大da器qi件jian
，從cong而er形xing成cheng閉bi環huan反fan饋kui電dian路lu。微wei安an級ji恒heng流liu源yuan電dian路lu的de設she計ji也ye是shi基ji於yu這zhe種zhong閉bi環huan反fan饋kui的de思si想xiang，所suo不bu同tong的de是shi由you於yu在zai功gong率lv放fang大da環huan節jie使shi用yong的de晶jing體ti管guan或huo場chang效xiao應ying管guan都dou有you數shu微wei安an或huo者zhe數shu十shi微wei安an的de漏lou電dian流liu，會hui影ying響xiang電dian路lu的de精jing度du，遠yuan超chao過guo微wei安an級ji電dian路lu所suo允yun許xu的de誤wu差cha範fan圍wei。而er一yi般ban運yun放fang的de輸shu出chu帶dai載zai能neng力li都dou能neng達da到dao數shu毫hao安an或huo者zhe數shu十shi毫hao安an，能neng滿man足zu微wei安an級ji恒heng流liu源yuan電dian路lu所suo需xu的de輸shu出chu要yao求qiu。因yin此ci在zai微wei安an級ji恒heng流liu源yuan中zhong無wu需xu采cai用yong功gong率lv放fang大da器qi件jian，而er直zhi接jie使shi用yong運yun放fang向xiang負fu載zai電dian阻zu輸shu出chu電dian流liu。即ji運yun放fang既ji起qi到dao誤wu差cha放fang大da器qi的de作zuo用yong
，又you起qi到dao功gong率lv放fang大da器qi的de作zuo用yong。如ru此ci設she計ji不bu僅jin能neng滿man足zu要yao求qiu，也ye能neng減jian小xiao由you於yu功gong率lv放fang大da引yin起qi的de誤wu差cha和he功gong率lv損sun耗hao，提ti高gao電dian路lu的de精jing度du和he效xiao率lv。

圖2：典型的微安級恒流源電路

圖2所示為典型的微安級恒流源電路。DA轉換器輸出給定電壓後
，經R1和C1組成的低通濾波器送入運放同相輸入端
，運放輸出端接負載
，電流采樣電阻R3將輸出電流轉換為電壓，進入運放的反向輸入端構成負反饋。圖中R3為采樣電阻，需采用初始精度高、溫度漂移係數低的精密電阻。

下麵舉例說明元器件參數的選擇，如需要設計0～10 μA的數控電流源，所選DA轉換器的參考電壓為2．5V，即DA轉換器的最大輸出電壓Vmax為2．5V，在此電路中，應該對應最大的輸出電流Imax為10 μA，根據運放“虛短虛斷”的原則，R3的值應由式(1)確定。

因此R3應取250k Ω。

差分電路在微安級恒流源電路中的應用

圖2所示的微安級恒流源電路
，簡單可靠，但存在兩個問題。a．運放反向輸入端的偏置電流會影響電路的精度，尤其是對於微安級的電路影響很大。因此必須選用偏置電流較小的運放
，如FET型的運放。b．zaicidianluzhong，fuzaimeiyougongdi。youyuzaidixianshangchuanruledianzu，liurudidianpingdedianliujiangzaiquyangdianzushangchanshengdianya，cidianyajiangyididianpingzaoshengdexingshichuxianzaixitongdesuoyoudijiedianshang，zheyangjiangyanzhongyingxiangmonidianludejingdushenzhihuidaozhixitongshuzidianludewudongzuo。

為了使電路的應用更為廣泛，可以采用圖3所示的電路結構。

圖3：差分放大型微安級恒流源電路

cidianlutongguochafenfangdaqidetuopuxingshijiejuelehengliuyuanfuzaibugongdidewenti，fuzaishijiezaishuchuyudixianzhijian。zaicidianluzhong，youyucaiyonglechafenjiegou，yincixushenzhongxuanzedianzu，qizhongRl和R2，R3和R4
，R5和R6分別相等，如果這三對電阻選得不對稱
，將會嚴重影響輸出電流的精度。通過運放“虛短虛斷”的原則，可以計算出在此電路中DA轉換器輸出lV的電壓對應恒流源電路的輸出電流為10 μA。

運用儀表放大器設計微安級恒流源電路

chafenfangdaxingdianlusuiranjiejuelehengliuyuanfuzaibugongdidewenti，dandianlujiegoujiaofuza，erqieyouyushiyonglesanduidazuzhijingmidianzu，qijiannanyigoumai，shidedianludechengbendadatigao
，tongyongxingjiangdi。danshi
，keyijiyushangshudianlusixiang，yunyongxinxingyunsuanfangdaqishejichujiandanlianjiadegaojingmiweianjishukonghengliuyuan。tu4所示電路是采用儀表放大器INAll8結合運放設計出的高精密微安級數控恒流源。

圖4：運用儀表放大器構建的微安級恒流源電路

INAll8是美國B-B公司生產的精密儀表放大器，具有精度高和共模抑製比高的優點，適合對微小信號進行不失真的放大。INAll8由三個運算放大器組成差分放大結構，其內部結構圖如圖5所示。

圖5：儀表放大器INA118的內部結構圖

其中運放A1、A2的作用是為了提高放大器的輸入阻抗和提供放大(其放大倍數由Rg決定)
，Al、A2分別對Vin-和Vin+進行電壓跟隨，A3和4個60k Ω的電阻組成差分放大器。

在圖4所示電路中，根據運放“虛短虛斷”的原則

，負載電阻R2上流過的電流值由式(2)計算得出。

電路中Rg的穩定性和溫度漂移對增益有影響，應采用高精度、低噪聲的金屬膜電阻，OPA盡量采用高阻抗運算放大器，以減小偏置電流所帶來的誤差。如選用普通的運放OPAl77，Ib的誤差達到±15nA
；選用高速精密運放OPA602，Ih的誤差降為±1pA；選用靜電計級運放OPAl28，Ih的誤差僅為±75fA。

INA118通(tong)過(guo)內(nei)部(bu)集(ji)成(cheng)的(de)六(liu)個(ge)精(jing)密(mi)電(dian)阻(zu)與(yu)運(yun)放(fang)組(zu)成(cheng)差(cha)分(fen)放(fang)大(da)結(jie)構(gou)
，解(jie)決(jue)了(le)元(yuan)器(qi)件(jian)選(xuan)擇(ze)困(kun)難(nan)，電(dian)路(lu)成(cheng)本(ben)高(gao)的(de)問(wen)題(ti)。整(zheng)個(ge)電(dian)路(lu)結(jie)構(gou)也(ye)解(jie)決(jue)了(le)恒(heng)流(liu)源(yuan)負(fu)載(zai)不(bu)共(gong)地(di)的(de)問(wen)題(ti)
，在(zai)微(wei)弱(ruo)信(xin)號(hao)采(cai)集(ji)和(he)處(chu)理(li)等(deng)實(shi)際(ji)工(gong)程(cheng)應(ying)用(yong)中(zhong)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)實(shi)用(yong)價(jia)值(zhi)。