新型高精密恆流源電路的製作方法
2023-04-30 20:43:21
專利名稱：新型高精密恆流源電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於恆流源領域，尤其是一種新型高精密恆流源電路。
背景技術：
目前，恆流源在各種電子測量電路和傳感器電子電路中具有非常廣泛的應用，是 LED新能源、信號檢測和功率放大等場合中不可替代的單元。高精度恆流源更是廣泛地應用 於智能儀器和先進檢測技術中。由於高精度恆流源輸出電流小、精度高，因此，高精度恆流 源與一般的恆流源電路相比更容易受到電路中紋波和噪聲的影響，使得其難以提高到0. 1 納安級的解析度，不能滿足高精度測量的需要。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種設計合理並能使解析度達 到0.1納安級的新型高精密恆流源電路。本實用新型解決其技術問題是採取以下技術方案實現的一種新型高精密恆流源電路，包括參考電源、複合放大器Al、跟隨放大器A2和浮 置電源，該複合放大器Al的反相輸入端與參考電源的正極、電阻Rl的一端相連接，複合放 大器Al的輸出端與參考電源的負極、電阻Rl的另一端及電阻R3的一端相連接，複合放大 器Al的正向輸入端與跟隨放大器A2的正向輸入端及電阻R2的一端相連接，跟隨放大器A2 的反相輸入端與輸出端及浮置電源的浮置地B端相連接，浮置電源的兩個電源輸出端分別 與複合放大器Al的電源輸入端相連接，浮置電源的浮置地B端與複合放大器Al的輸入保 護屏蔽端相連接，電阻R2的另一端和電阻R3的另一端共同通過負載與地線相連接，所述的 複合放大器Al由主放大器、一對場效應管和斬波放大器連接構成，在主放大器的輸入端連 接一對性能完全一樣的場效應管，主放大器與斬波放大器相連接。而且，所述主放大器為精密放大器，所述的斬波放大器使用高輸入阻抗且低輸入 失調電壓的斬波放大器。而且，所述的電阻R1、電阻R2和電阻R3使用精密線繞電阻。本實用新型的優點和積極效果是本實用新型將高精度複合放大器、跟隨放大器及浮置電源有機地連接在一起，從 而最大程度上減小環境溫度、溼度、電壓波動及器件自身漂移等產生的誤差，滿足了高精密 恆流源電路的設計解析度(解析度達到0.1納安級)的要求，提高了檢測電路的抗幹擾能 力和電路的性價比，同時，高精度複合放大器採用主放大器、一對FET場效應管和斬波放大 器組成，具有成本低、性能穩定等特點，可廣泛地應用在需要精密測量的各個領域中。
圖1是本實用新型的電路方框圖；圖2是本實用新型的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述一種新型高精密恆流源電路，如圖1所示，包括參考電源Vref、複合放大器Al、跟 隨放大器A2、浮置電源和電阻Rl、R2、R3，為了保證恆流源電路的精度，所述的電阻Rl、R2、 R3選用穩定性非常好的精密線繞電阻，其溫度係數優於2PPM/度。該恆流源電路的連接關 係為複合放大器Al的反相輸入端與參考電源Vref的正極、精密線繞電阻Rl的一端相連 接，複合放大器Al的輸出端與參考電源Vref的負極、精密線繞電阻Rl的另一端及精密線 繞電阻R3的一端相連接，複合放大器Al的正向輸入端與跟隨放大器A2的正向輸入端及精 密線繞電阻R2的一端相連接，跟隨放大器A2的反相輸入端與跟隨放大器A2的輸出端及 浮置電源的的浮置地B端相連接，浮置電源的兩個電源輸出端+B、-B分別與複合放大器Al 的電源輸入端相連接，浮置電源的的浮置地B端與複合放大器Al的輸入保護屏蔽端B相 連接，精密線繞電阻R2的另一端和精密線繞電阻R3的另一端共同通過負載與地線相連接。 該恆流源電路的工作原理為浮置電源和跟隨放大器A2為複合放大器Al供電，複合放大器 Al作為一理想放大器，當一個參考電源Vref加到電阻Rl上時，其電流為Iki = Vref/Rl,由 於電阻R2上沒有電流流過(放大器的輸入阻抗為無窮大)，因此VK3 = Vref，流過負載的電 流Iz = VE3/R3 = Vref/R3,這個電流全部流過負載，該電流的大小隻取決於Vref和R3，並 不受負載大小的影響。下面以圖2所示的電路為例具體說明本實用新型。該恆流源電路的複合放大器由主放大器N2、一對場效應管(V5、V6)和斬波放大器 N3共同組成一高增益複合放大器，主放大器N2為精密放大器，在主放大器N2的輸入端連接 一對性能完全一樣的FET場效應管(V5、V6)，它們的柵極作為主放大器N2的輸入端，這樣 就極大的改善了主放大器N2的輸入阻抗，其值為IO12歐姆。同時使用斬波放大器N3配合 主放大器N2來進行穩定的輸出，斬波放大器N3作為一種高精度斬波放大器，其輸入阻抗為 IO12歐姆，而且它的輸入失調電壓非常低只有1微伏，這樣的設計充分利用了 N3的低失調電 壓，高穩定的特點，組合成一個線性好、穩定性好、失調電壓又非常小的近於理想的放大器。 也就是說，由於N3的失調電壓非常小，在1微伏左右，通過它的調節作用，使得N2的失調得 以調整，其數值也為1微伏左右，即整個放大器的失調電壓也為1微伏左右，整個放大器的 失調電壓越是小，那麼在工作時才可以越加穩定。為了防止斬波放大器N3引腳間微弱洩漏造成對恆流源電路的影響，通過穩壓管 V1、V2及三極體V3、V4及電阻R1、R2、R3、R4、R5組成的浮置電源為複合放大器供電，該浮置 電源的電源輸出端+B，-B連接在放大器N2、N3的電源輸入端為其供電，跟隨放大器m (放 大器m的正輸入)的參考點來自複合放大器的場效應管的輸入端H，該跟隨放大器m的反 相輸入端和跟隨放大器W的輸出端相連接，浮置電源的的浮置地與斬波放大器N3的輸入 保護屏蔽端B相連接，這樣使得斬波放大器N3的輸入端與保護屏蔽端是同電位，進一步避 免了電流的正反向洩漏，以保證流過負載的電流不受其他因素的影響。圖2中的電阻R15、R16、R17對應於圖1中的電阻R1、R3、R2，同樣選用穩定性非常 好的精密線繞電阻，其溫度係數優於2PPM/度，這樣便能夠保證放大器非常穩定輸出。需要強調的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型並不限於具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本實用新型的 技術方案得出的其他實施方式，同樣屬於本實用新型保護的範圍。
權利要求1.一種新型高精密恆流源電路，其特徵在於包括參考電源、複合放大器Al、跟隨放大 器A2和浮置電源，該複合放大器Al的反相輸入端與參考電源的正極、電阻Rl的一端相連 接，複合放大器Al的輸出端與參考電源的負極、電阻Rl的另一端及電阻R3的一端相連接， 複合放大器Al的正向輸入端與跟隨放大器A2的正向輸入端及電阻R2的一端相連接，跟隨 放大器A2的反相輸入端與輸出端及浮置電源的浮置地B端相連接，浮置電源的兩個電源輸 出端分別與複合放大器Al的電源輸入端相連接，浮置電源的浮置地B端與複合放大器Al 的輸入保護屏蔽端相連接，電阻R2的另一端和電阻R3的另一端共同通過負載與地線相連 接，所述的複合放大器Al由主放大器、一對場效應管和斬波放大器連接構成，在主放大器 的輸入端連接一對性能完全一樣的場效應管，主放大器與斬波放大器相連接。
2.根據權利要求1所述的新型高精密恆流源電路，其特徵在於所述主放大器為精密 放大器，所述的斬波放大器使用高輸入阻抗且低輸入失調電壓的斬波放大器。
3.根據權利要求1或2所述的新型高精密恆流源電路，其特徵在於所述的電阻Rl、電 阻R2和電阻R3使用精密線繞電阻。
專利摘要本實用新型涉及一種新型高精密恆流源電路，包括參考電源、複合放大器A1、跟隨放大器A2和浮置電源，該複合放大器A1的反相輸入端與參考電源的正極相連接，複合放大器A1的輸出端與參考電源的負極相連接，複合放大器A1的正向輸入端與跟隨放大器A2的正向輸入端相連接，浮置電源為複合放大器A1供電，所述的複合放大器A1由主放大器、一對場效應管和斬波放大器連接構成，在主放大器的輸入端連接一對性能完全一樣的場效應管，主放大器與斬波放大器相連接。本實用新型設計合理，滿足了高精密恆流源電路的設計解析度(解析度達到0.1納安級)的要求，具有精度高、性能穩定、成本低廉等特點，可廣泛地應用在需要精密測量的各個領域中。
文檔編號G05F1/56GK201936215SQ20112006197
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月11日 優先權日2011年3月11日
發明者蘇丹 申請人:天津市盛丹電子技術發展有限公司