3种利用DAC、运放和MOSFET晶体管构建多功能高精度可编程电流源

3种利用DAC、运放和MOSFET晶体管构建多功能高精度可编程电流源

图 1. 使用电流输出 DAC 的电流源（未显示去耦和所有连接）

电路描述

图 2. 使用电流输出 DAC 的电流源，其中 DAC 连接为“反向”电压模式（未显示去耦和所有连接）

负载电流为：

其中D为载入DAC数字字的小数表示。不过，RDAC >> R1（RDAC标称值为 9 k?），因此负载电流可以近似表示为：

DAC输出电压在引脚 9 上提供，其范围为 0 V至 1.2 V。有关“反向“电压工作模式的更多信息，请参考AD5446数据手册。该电路所用的运算放大器为OP1177，它是一款高精度、失调电压非常低（最大值 60 μV）的器件。当DAC在电压输出模式工作时，低失调电压非常重要。

N沟道 MOSFET晶体管与运算放大器共同构成高电流输出跟随器电路。

从晶体管源引脚到运算放大器输入的负反馈调节流经 R1 的电流值。

负载电流为：

当R1 = 10 ?且VIN = 1.2 V时，ILOAD可在 0 mA至 120 mA范围内进行编程，分辨率为 7 μA（14 位时的 1 LSB）。

图 3. 基于 Howland 电流源的双极性电流源（未显示去耦和所有连接）

第三个电路如图 3所示，它使用 16 位DAC AD5543作为输入 级，并使用Howland电流泵电路作为输出级。与MOSFET输出相比，Howland电流泵有两个优势：高输出阻抗和提供双极性输出电流的能力。为了提高稳定性，该电路一般是对称的。因此，R1 = R1'，R2 = R2'，R3 = R3'。

当R1 = 150 k?、R2 = 15 k?、R3 = 50 ?且VIN = 5 V时，ILOAD可在 0 mA至 20 mA范围内进行编程，分辨率为 300 μA（16位时的 1 LSB），而且该电路具有非常高的输出阻抗。

为了适当分开DAC与运算放大器并达到理想的性能，所有三个电路都必须采用出色的布局、接地和去耦技术。

常见变化

为了获得更大或更小的电流输出范围，两个电路均可以使用其它基准电压源（参见基准电压源选择和评估向导）。请注意，由于DAC架构原因，正基准电压输入将产生负输出电流。虽然许多DAC都可以用来优化设计的速度、精度等特性，但AD5543和AD5446之类的CMOS电流输出DAC可提供更大的灵活性和低风险解决方案。

版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com 处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。