許多應用利用精密電流源" style="color: blue; text-decoration: underline;" title="電流源">電流源提供恒定電流，包括工業(yè)過程控制,、儀器儀表,、醫(yī)療設(shè)備和消費電子產(chǎn)品。例如,，過程控制系統(tǒng)利用電流源提供電阻溫度檢測器(RTD)所需的激勵電流,；數(shù)字萬用表利用電流源測量未知電阻、電容和二極管,；長距離信息傳輸廣泛使用電流源來驅(qū)動4mA至20mA電流環(huán)路,。
精密電流源傳統(tǒng)上采用運算放大器,、電阻和其它分立器件構(gòu)建，但存在尺寸,、精度和溫度漂移等方面的不足?，F(xiàn)在，高精度,、低功耗,、低成本集成差動放大器" style="color: blue; text-decoration: underline;" title="差動放大器">差動放大器（例如AD8276" style="color: blue; text-decoration: underline;" title="AD8276">AD8276）的出現(xiàn)，使得尺寸更小,、性能更高的電流源變成現(xiàn)實,，如圖1所示。反饋緩沖器使用低失調(diào),、低偏置電流放大器,，例如AD8538、AD8603,、AD8605,、AD8628、AD8655,、AD8661,、AD8663、OP177或OP1177,，具體取決于所需電流范圍,。
圖1 差動放大器和運算放大器構(gòu)成精密電流源
輸出電流可以通過下式計算：
最大輸出電流受以下因素限制：運算放大器輸入范圍、差動放大器輸出范圍以及差動放大器SENSE引腳電壓范圍,。必須滿足下列三個條件：
SENSE引腳可以耐受幾乎為電源兩倍的電壓,，因此第二個限制條件相當寬松。2.5V至36V的寬電源電壓范圍使得AD8276成為許多應用的理想之選,。A級和B級的最大增益誤差分別為0.05%和0.02%,，因此電流源精度最高可達0.02%。
配置變化
對于可以接受稍大誤差的低成本應用,，可以移除反饋緩沖器以簡化電路,，如圖2所示。
圖2 去掉反饋放大器的簡化電路
如果所需輸出電流小于AD8276的輸出能力15 mA,，則可去掉升壓晶體管,，如圖3所示。如果低電流和降低精度均能接受,，則可采用更為簡單的低成本配置,，如圖4所示。
圖3 針對低電流應用的簡化電路
圖4 針對低成本,、低電流應用的簡化電路
圖5所示的拓撲結(jié)構(gòu)可以用于高電流,、高精度應用,，運算放大器輸入范圍無限制。
外部電阻R1和R2應具有超高精度和匹配度,，否則輸出電流將隨負載而變化，由此產(chǎn)生的誤差無法通過軟件來校正,。
外圍器件
輸入電壓VREF可以是DAC" style="color: blue; text-decoration: underline;" title="DAC">DAC輸出,、基準電壓源或傳感器輸出。如果需要可編程電流源,，推薦使用精密14位或16位DAC,，如AD5640、AD5660,、AD5643R和AD5663R等,。至于基準電壓源，要求更高性能時推薦使用精密基準源ADR42x和ADR44x,；要求低功耗時推薦使用ADR36x,；要求低成本時推薦使用AD158x和ADR504x；要求小尺寸時推薦使用集成運算放大器與基準電壓源ADR82x,。
晶體管選擇
選擇升壓晶體管時,，務必使VC高于電源電壓，并使IC高于所需輸出電流,。推薦使用2N3904,、2N4401和2N3391等低成本晶體管。電流較低時,，無需使用晶體管,。
實驗基準結(jié)果和分析
使用圖1電路測得的輸入電壓與輸出電流的關(guān)系如圖6所示。AD8276和AD8603采用+5V電源供電,，R1的容差為0.1%,，晶體管為2N3904，基準電壓以0.01V步進從0.05V掃描至1.20V,，輸入范圍受電源和AD8603輸入范圍的限制,。
圖6 使用差動放大器和反饋放大器的測試結(jié)果
最大誤差為0.87%，平均誤差為0.10%,。電流檢測誤差受外部電阻的限制,。較高精度的電阻可以產(chǎn)生較高精度的電流源。
結(jié)束語
差動放大器AD8276具有低失調(diào)電壓,、低失調(diào)電壓漂移,、低增益誤差、低增益漂移特性以及集成電阻,，可以用來實現(xiàn)精確,、穩(wěn)定的電流源,。寬電源電壓范圍（2.5V至36V）使其能支持各種各樣的負載。節(jié)省空間的8引腳MSOP封裝和低功耗特性,，則使它非常適合電池供電的便攜式系統(tǒng),。采用差動放大器實現(xiàn)精密電流源可以縮小PCB面積，簡化布局,，降低系統(tǒng)成本,，提高可靠性。