基于功率运算放大器的恒流源技术研究

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恒流源-利用差动放大器AD8276 和运算放大器AD8603

公式 1 显示，图 1所示电路的主要误差源于内部电阻匹配、 R1的公差和负载电阻的公差。AD8276（B级）的最大增益误差为 0.02%，AD8276（A级）的最大增益误差为 0.05%，该电路的整体精度可以达到 0.02%。
同时，R1的精度也非常重要，其公差应达到 0.1%或更佳，此误差可通过校准来消除。
CN-0099
电路笔记
输出电流值IO可通过下式计算：
AD8276 具有非常严格的电阻匹配，RF1/RG1 = RF2/RG2 = 1，因此公式 1 可简化为：
AD8276 可以驱动 15 mA 以下的输出电流，而不需要外部晶体管或 MOSFET。
图 2 所示为室温下采用AD8276A、AD8603 和 2N3904 的测试结果。R1为 50 Ω，公差 0.1%。显然，实际输出与计算结果相符。在所示数值范围内，测量结果与理想结果相差无几，不超过 0.5%，平均误差低于R1公差限制的 0.1%。
电路的输出电流量IO受以下因素限制：运算放大器输入范围、差动放大器输出范围以及差动放大器SENSE引脚电压范围。
根据图 1，必须满足以下三个条件：
1. VLOAD = IO × RLOAD必须在运算放大器AD8603 的输入范围内。
2. VOUT = IO × (RLOAD + R1)必须在AD8276 SENSE引脚电压范围内：2(−Vs) − 0.2 V至 2(+Vs) − 3 V。
电路笔记
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连接/参考器件

基于功率MOS管恒流源电路的研究

基于功率MOS管恒流源电路的研究摘要：目前，国内在 LED 显示驱动领域存在着巨大的商机。

况且恒流源驱动器作为高速发展的LED 工作中的一个重要的基本驱动单元，发展速度越来越快，对性能的要求也越来越高。

随着 CMOS 工艺的不断发展完善，电路所能达到的集成度也越来越高、电源电压和特征尺寸被不断减小，对于一些半导体企业是一个挑战，同时也是半导体产业的未来争取的一个重要的竞争的目标产业。

关键词：恒流源电路；基准电压；温度补偿系数1 功率MOS 管的特性功率MOSFET 指具有垂直于芯片表面的导电路径的MOS 场效应晶体管，习惯上称为VMOS。

这种器件的源极和漏极分置于芯片的两个表面，因而具备短沟道，高电阻漏极漂移区和垂直导电电路等特点，从而提高了器件的耐压能力，电流处理能力和开关速度，使MOS 器件从小功率范围跨进到大功率范围。

功率MOSFET 的优点主要包括：高输入阻抗，低驱动电流；开关速度快，高频特性好；负电流温度系数，热稳定性优良；安全工作区域大；高度线性化的跨导；理想的线性特性等。

它的这些优点使得其在电力电子技术中的地位上长很快，应用很广。

N 沟道增强型功率MOSFET 的符号及特征曲线如图所示。

由图可以看到，功率MOSFET 在确定栅压VGS 时，输出电流ID 基本为一常量，而功率晶体管在确定基极电流下的输出电流还会随着电压的上升而增大，并未完全饱和，特别是在基极电流较大的时候，所以这个差别表明，功率MOSFET比功率晶体管更适合于作为恒流器件使用。

2 基于功率MOS 管恒流源电路2.1 Widlar 带隙基准电压的恒流源。

在这个电路中，整流管采用Linear 公司生产的J500 系列中的J502，它给Q1 提供一个相对比较稳定的430 μA 电流，并获得一个稳定的开启电压，使电路带隙基准电压维持稳定。

为了保证三个NPN 三极管Q1、Q2、Q3 是拥有相同的温度特性，电路选用集成三极管芯片系列CA3045。

运放恒流电流电路

运放恒流电流电路⼀、引⾔在电⼦电路设计中，恒流电流电路扮演着⾄关重要的⻆⾊。

这种电路能够确保电流在特定负载上保持恒定，不受外部条件（如电压波动、温度变化等）的影响。

其中，使⽤运算放⼤器（运放）构建的恒流电路因其⾼稳定性、易实现性⽽⼴受欢迎。

本⽂将详细探讨基于运放的恒流电流电路的设计原理、实现⽅法以及应⽤场景。

⼆、运放恒流电路的基本原理运放恒流电路的核⼼思想是利⽤运放的⾼放⼤倍数和负反馈机制来维持输出电压的恒定，进⽽通过负载电阻转换为恒定的电流输出。

其基本原理如下：1.电压到电流的转换：在电路中，通常利⽤⼀个精密的电阻（称为负载电阻）将运放的输出电压转换为电流。

根据欧姆定律，当电阻值固定时，电压与电流成正⽐。

2.负反馈机制：为了维持输出电压的恒定，电路中引⼊了负反馈机制。

当输出电压因外部条件变化⽽波动时，负反馈会调整运放的输⼊电压，使其恢复到原始值，从⽽保持输出电压的稳定。

3.运放的⾼放⼤倍数：运放具有极⾼的放⼤倍数，这意味着即使输⼊电压有微⼩的变化，输出电压也会发⽣显著的变化。

这种特性使得运放能够迅速响应外部条件的变化，维持电流的稳定。

三、运放恒流电路的实现⽅法实现运放恒流电路的⽅法有多种，以下是其中⼀种典型的实现⽅式：1.电路组成：该电路主要由运放、负载电阻、反馈电阻和电源组成。

其中，运放负责提供输出电压，负载电阻将电压转换为电流，反馈电阻则与运放的反相输⼊端相连，构成负反馈回路。

2.电路设计：在设计电路时，需要根据所需的恒流值和负载电阻的值来选择合适的反馈电阻。

此外，还需考虑电源的稳定性、运放的带宽和失真等指标。

3.元件选择：为了确保电路的稳定性和可靠性，应选择性能优良的运放和精密的电阻。

同时，还需注意元件的耐压、耐流等参数，以确保电路在恶劣环境下仍能正常⼯作。

四、运放恒流电路的应⽤场景运放恒流电路在众多领域有着⼴泛的应⽤，例如：1.LED驱动：LED的亮度与其电流成正⽐，因此，使⽤运放恒流电路可以为LED提供稳定的驱动电流，确保LED亮度的稳定。

用运放制作恒流源的方法

用运放制作恒流源的方法
用运放制作恒流源是一种有趣的实验，可以应用到很多不同的情况中，而这篇文章就讨论如何正确地利用运放来制作恒流源。

首先，要制作恒流源，一定需要用到运放，而最常见的运放就是集成运放（Integrated FET），它具有体积小、价格低、效率高等优点，从而可以更好地满足我们制作恒流源的要求。

其次，在制作恒流源时，我们需要考虑电路结构的要求。

一般来说，要想让一个运放具有恒流特性，我们需要在电路中引入调节元件（也就是反馈电路），当电路中的电流发生变化时，这个调节元件就会调整运放的输入电压，以此来保持电路中电流的恒定。

最后，在制作恒流源时，还需要考虑电子元器件的性能参数，这是因为每种运放都有自己的特性，所以必须结合运放的性能参数来选择最合适的电子元器件。

只有这样，才能保证最后的结果是正确的，而不会有任何问题出现。

总的来说，利用运放制作恒流源是一项有趣的实验，其主要步骤就是：选择合适的运放，在电路中引入调节元件，并根据运放的性能参数来选择最合适的电子元器件。

只要把这几个步骤做到位，就可以制作出一个可靠、可靠的恒流源。

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运放中恒流源电路分析方法

运放电路中的恒流源电路分析方法普通镜像恒流源、多集电极恒流源、高精度镜像恒流源、高内阻恒流源和镜像微恒流源电路，以及恒流源电路输出电阻的计算等。

分析恒流源电路的方法是：（1）确定恒流源电路中的基准晶体管或场效应管；（2）计算或确定基准电流；&nbbsp; （4）绘制恒流部分的交流通路，确定恒流源的内阻。

由于恒流源的内阻较大，计算恒流源内阻时不能忽略三极管集电极与发射极之间，或场效应管漏极与源极之间的动态电阻。

1、基本镜像恒流源分析已知基本镜像恒流源电路如图1所示，试计算输出电流的大小和恒流源内阻。

图1晶体管是基准管，且，工作在放大状态。

当与特性参数完全一致时，由可推得由基准输入回路得，所以，当时，。

恒流输出管的交流通路如图1(b)所示，将晶体管用微变等效模型替代后的电路模型如图1(c)，显然，恒流源的内阻。

必须注意，应用管的恒流特性时，必须满足，保证始终工作在放大状态。

基本镜像恒流源电路的扩展电路有两种，如图2所示。

图2图2(b)的管采用多集电极晶体管（图2(a)已将其分散画），以基准管的集电极面积为基准，可得到一组与集电极面积成正比的多个恒流源。

图2(c)中增加管可以进一步减少恒流输出与基准电流之间的近似程度，此时，所以，当时，基本镜像恒流值，增加管后，更接近。

2．高内阻（Wilson）恒流源图3是Wilson恒流源电路，试计算恒流输出值。

图3管是基准管，，工作在放大状态。

当、、均工作在放大状态时，各电流之间关系为：整理后可得：按二极管形式连接的管是管发射极的等效电阻，Wilson恒流源的内阻要大于。

3．微恒流源（Widlar）电路图4是Widlar微恒流源电路，试计算输出恒流值。

图4晶体管是基准管，且，工作在放大状态，。

管发射极电流与发射极电压之间的关系为：所以，（1）同理，当工作在放大状态时，（2）由基极回路方程得：（3）将式（1）和式（2）代入式（3），同时考虑，得：（4）例，当电源电压等于+15V，，若要产生的恒流源，试确定电阻R1的值。

基于MOSFET的恒流源研讨

PMOS基本电流镜
2.基本电流源的工作原理
基本原理（以NMOS电流镜为例）
如果两个相同MOS管的栅——源电压相等，则他们的漏源电流也应相等。
3.基本电流源的性能指标
① 电流源的等效输出阻抗ROUT
② 电流源正常工作时的最小电压Vmin
4.基本电流源的误差分析
沟道长度调制效应
误差来源
电源、工艺、温度等
静态误差
电流比值 Io ：Ir 的精确性
动态误差
输出电流的恒流性
工艺误差
沟道宽长比偏差
阈值电压失配
环境温度的影响 IDS负温度系数
3.基本电流源的误差分析
静态误差
由于沟道长度调制效应的存在，不同的VDS将使得两个管子的漏电流不同，从而使输出电流和参考电流比值产生变化，出现静态误差。
动态误差
作为负载电路的输入，电流镜的输出端即M2 管的漏端的电位受到外电路的影响，是经常变化的，在沟道长度调制效应影响下，M2管的输出电阻有限，因此M2管交流输出时，输出电流变化，即产生交流误差。
REFERENCE
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运算放大器做恒流源

运算放大器做恒流源一、什么是恒流源？恒流源是一种能够产生恒定电流的电路，它对于电流的变化具有很高的稳定性和精度。

在实际应用中，恒流源广泛应用于电子设备的电源、光学测量、电化学分析等领域。

二、运算放大器的基本原理运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种非常重要的电子器件，具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、高共模抑制比等优点。

运算放大器通常由多个晶体管、二极管和电容等元器件组成，其内部结构复杂，但是对于外部电路来说，它可以被看作是一个差分放大器和一个输出级的组合。

三、运算放大器做恒流源的原理运算放大器可以通过反馈电路来实现恒流源的功能。

在反馈电路中，运算放大器的输出电流通过一个电阻器反馈到运算放大器的负输入端，这样就可以使得输出电流与输入电压成正比例关系，从而实现恒流源的功能。

具体来说，可以通过改变反馈电路中的电阻值来改变输出电流的大小，从而实现对恒流源的控制。

四、运算放大器做恒流源的实现方法1.基本恒流源电路基本恒流源电路由一个运算放大器、一个电阻和一个电源组成。

其中，运算放大器的正输入端接地，负输入端通过一个电阻与输出端相连，电阻的另一端接地。

当电阻的阻值为R 时，输出电流为I=V/R，其中V为运算放大器的输出电压。

2.改进型恒流源电路改进型恒流源电路在基本恒流源电路的基础上加入了一个稳流二极管，从而可以提高电路的精度和稳定性。

稳流二极管可以将输入电压转化为恒定的电流，从而使得输出电流与输入电压成正比例关系。

五、实际应用举例1.电源在电子设备中，恒流源可以用来稳定电源，防止电压波动对设备造成损害。

例如，在LED 驱动电路中，恒流源可以保证LED的亮度恒定，从而提高LED的使用寿命和稳定性。

2.光学测量在光学测量中，恒流源可以用来驱动光电二极管，从而实现精确的光强测量。

例如，在光电测距仪中，恒流源可以驱动接收器，从而提高仪器的测量精度和稳定性。

3.电化学分析在电化学分析中，恒流源可以用来控制电解液中的电流，从而实现对电化学反应的控制。

恒流源电路图讲解基于运放和三极管的恒流源电路设计

恒流源电路图讲解基于运放和三极管的恒流源电路设计大家好，这里是（程序员）杰克。

一名平平无奇的（嵌入式软件）（工程师）。

最近，杰克又开始不务正业，继续学习起了（硬件）电路的设计。

本篇推文主要内容包括：运放的虚短和虚断描述、简单恒流源（电路分析）。

最后通过一个由三极管/mos管、（运算放大器）组成的恒流源VI电路示例来演示实际的设计过程。

下面正式进入本章推送的内容。

01 原理介绍">分析过程：1. 根据运放的虚断路，同向输入端IN+、反相输入端IN-连线断开，R1与RL形成串联电路，有：I_in = I_RL;2. 根据运放的虚短路，同向输入端IN+与反相输入端IN-形成导线连接到GND，形成“Vin ->R1 - >IN-->IN+ ->GND”通路, 有：V_R1 = Vin/R1;3. 综合上述, 负载电流I_RL = Vin/R1；恒流源VI 电路恒流源VI电路描述利用（电阻）和运放，组成一个电压向电流转换(电压控制电流)的恒流源VI电路。

该电路可以把输入的电压转换成对应的电流，常用于使用电压去控制负载电流的场合。

恒流源VI电路分析简单恒流源VI电路如下图所示：分析过程:1. 根据运放的虚断路，同向输入端IN+、反相输入端IN-连线断开，反相输入端的电流几乎为0, 负载RL的电流完全由运放输出, RL和RL1组成串联电路, 有: I_RL = I_RL1;2. 根据运放的虚短路，同向输入端IN+与反相输入端IN-形成导线，形成通路:"Vin - >R1 - >IN+ - >IN-- >RL1 - >GND", R1和RL1组成串联电路有: I_RL1 = Vin * RL1/(R1 + RL1); 3. 综合上述, 负载电流I_RL = Vin * RL1/(R1 + RL1)；恒流源应用场景恒流源电路在硬件电路设计和工程领域中具有广泛的应用。

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基于功率运算放大器的恒流源技术研究
第六图书馆
恒流源在现代工农业及科研生产的运用中正朝着体积小、精度高、稳定性好、使用灵活的方向发展。

文章就压控恒流源的技术和原理进行了分析,提出了使用功率运算放大器获得高稳定恒流源的技术方案,并使用Pspice进行了较为详细的模拟和理论分析。

恒流源在现代工农业及科研生产的运用中正朝着体积小、精度高、稳定性好、使用灵活的方向发展。