该电路是不是恒流源？

fishsheep1919

该电路是不是恒流源？ [复制链接]

 

各位老师们，我之前发的那个电路和老师要求的不一样，他希望负载在下面，然后电流从电源流出经过负载直接到地，这个电路是我在淘宝看到的。我尝试改变RL以及步进电压源的值输出电流也都没变，那么这个电路是一个简单的恒流源吗？

此帖出自模拟电子论坛

maychang

此电路没有电源，即没有你上次帖子中的V2，不能工作，负载RL中没有电流，所以不是恒流源。

maychang

即使补足了直流电源V2，此电路仍然有些问题：负载RL倒是有一端接地了，但输入信号V1却是两端都不接地的。实际应用中通常需要输入信号一端接地。

maychang

另外，即使输入信号V1可以两端都不接地，对运放也有额外要求：因输入V1最小为零，故运放输入必须允许到达直流电源正端(此时R1两端电压为零)。即运放输入必须轨到轨。

maychang

想要输入信号一端接地，负载一端也接地，参考《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》2.2节 “电压-电流转换器”，即Howlang电路。

chunyang

先说说设计目标吧。

fishsheep1919

maychang 发表于 2021-2-6 11:03 想要输入信号一端接地，负载一端也接地，参考《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》2.2节 “电 ...

谢谢您，我先去看一下Howland电路的原理

fishsheep1919

chunyang 发表于 2021-2-6 22:54 先说说设计目标吧。

目标就是设计一个100nA级的恒流源电路，电路图应该和这个差不多类似，需要电流从电源流出经过负载直接到地

maychang

fishsheep1919 发表于 2021-2-8 09:32 目标就是设计一个100nA级的恒流源电路，电路图应该和这个差不多类似，需要电流从电源流出经过负载直接到 ...

『目标就是设计一个100nA级的恒流源电路』

100nA级恒流源，恐怕1楼电路不能用。因为小功率MOS管漏极源极之间的漏电流就可能超过100nA。若MOS管漏电流已达100nA，那么100nA以下显然不受控。

maychang

fishsheep1919 发表于 2021-2-8 09:32 目标就是设计一个100nA级的恒流源电路，电路图应该和这个差不多类似，需要电流从电源流出经过负载直接到 ...

我在5楼推荐你读《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》2.2节 “电压-电流转换器”。那节还包括如何校准Howland电路零点的内容。这种电路校准相当简单。

fishsheep1919

maychang 发表于 2021-2-8 09:42 『目标就是设计一个100nA级的恒流源电路』 100nA级恒流源，恐怕1楼电路不能用。因为小功率MOS管漏极源 ...

那如果微安级的结型场效应管可以实现吗

maychang

fishsheep1919 发表于 2021-2-8 10:25 那如果微安级的结型场效应管可以实现吗

如果是最大数mA级的恒流源，我建议你看看的Howland电路，只需要一个运放，不需要另加分立管子扩流。无论用哪种管子扩流，都是单端电路，在电流很小接近与零时，总会表现出一定非线性(例如漏电流造成零点偏移)。而Howland电路输入信号可正可负，零点校准后，零点附近就不存在非线性问题。

maychang

fishsheep1919 发表于 2021-2-8 10:25 那如果微安级的结型场效应管可以实现吗

Howland电路，如果要求双向输入双向输出，必须使用双电源。若使用单电源，还要输入可以为零，那么输入信号接近于零时也会具有相当的非线性，即使你采用了轨到轨运放也在输入信号接近于零时表现出非线性。

所以，采用Howland电路，最好使用双电源。

fishsheep1919

maychang 发表于 2021-2-8 10:35 如果是最大数mA级的恒流源，我建议你看看的Howland电路，只需要一个运放，不需要另加分立管子扩流。无论 ...

感谢您的建议，但是老师没要求我最大数，就说设计一个nA量级的恒流源，其实这个恒流源主要是为加速度计提供电流然后在输出端输出一个交流耦合信号，那这个量级的要求Howland电路能实现吗，我们老师第一印象就是用场效应管来实现

chunyang

fishsheep1919 发表于 2021-2-8 09:32 目标就是设计一个100nA级的恒流源电路，电路图应该和这个差不多类似，需要电流从电源流出经过负载直接到 ...

那就只能按照maychang提示的思路去做。另外，你并没有说明精度指标，微电流电路有较高精度要求时，器件的本身参数甚至温漂都得高度注意。

maychang

fishsheep1919 发表于 2021-2-8 10:40 感谢您的建议，但是老师没要求我最大数，就说设计一个nA量级的恒流源，其实这个恒流源主要是为加速度计提 ...

这是典型小功率MOS管IRF7416的datasheet中copy来的。我查到的其它型号小功率MOS管漏电流都比这个漏电流大。

如果你能找到漏电流特别小的小功率MOS管，那么MOS管方案当然可行。但仍须注意：你的用P沟MOS管的电路，输入信号不能接地。

maychang

fishsheep1919 发表于 2021-2-8 10:40 感谢您的建议，但是老师没要求我最大数，就说设计一个nA量级的恒流源，其实这个恒流源主要是为加速度计提 ...

『这个量级的要求Howland电路能实现吗』

使用双电源，Howland电路可以输出nA级恒定电流。

fishsheep1919

maychang 发表于 2021-2-8 11:11 『这个量级的要求Howland电路能实现吗』 使用双电源，Howland电路可以输出nA级恒定电流。

好的

fishsheep1919

maychang 发表于 2021-2-8 11:09 这是典型小功率MOS管IRF7416的datasheet中copy来的。我查到的其它型号小功率MOS管漏电流都比这个漏电流大 ...

感激不尽

fishsheep1919

fishsheep1919 发表于 2021-2-8 11:32 好的

老师这是参考您说的那个Howland电路，负载RL1的电流取决于R3和V3的大小，这样还有没有必要加个场效应管，应该怎么加呢