使用自举积分电路的精密电流源设计

如图1所示的普通电流源的精确度不低于1%，而且对温度不太敏感（温度系数低于5×10 -5/℃）。该电路有较高的输出阻抗和较宽的电压允许范围（4.3～34V）。它采用电压参考集成电路IC1及电阻R1来产生一个稳定的电流源，并符合表达式ISOURCE=VREF/R1+IC1的对地电流。

IC1的精确度扩展到5.5V供电电压极限之外（CMOS）。这归功于采用由IC2、R2及C2组成的自举积分电路，它能保持IC1的输入在允许范围之内，因而一个符合IC2的宽供电范围的精密电流源产生了。

    IC2是为了保持IC1的输入在允许范围（<5.5V）内的旁路器件，由于IC2的自举，这个电路没有附加的IC2对地电流误差。IC2、R2和C2组成一个积分器，迫使IC1的输入用来保持R1上的压降等于VREF。同时，IC2的输出电流通过R4，这个电流与IC2的负供电电流加起来流过R1，ISOURCE便由这个电流再加上一个很小IC1对地偏差电流（50μA）来产生。

因此成电路精确设置的ISOURCE中包含的误差由3个方面引起。VREF及R1的容差都是0.1%。IC1的对地电流在50μA±7μA的范围内变化，可转换成0.2%的附加容差。当这些容差合成后，总的ISOURCE容差在1%以下。

类似地，ISOURCE对温度从-40～+85℃变化的不敏感性是VREF、R1及IC1对地电流的温度系数的函数。在2×10 -5/℃的温度系数等级时，LM4130可以达到0.1%的容差。在2.5×10 -5/℃的温度系数等级时，通常可以采用廉价的电阻来达到0.1%的容差。在整个温度范围内，LM4130的对地电流在50μA±5μA范围变化，这又产生了2×10 -5/℃的附加温度系数。因此，总的ISOURCE温度系数低于5×10 -5/℃。

    C1允许该电路从VSOURCE上电时启动。当C1选0.1μF时，对5V电源，启动延时为100ms。对于上电电压变化陡峭的情况，用0.001μF的C1可以实现1ms启动。R3用来在启动期间将VREF与积分器隔离。R4用于将IC2的输出（即IC1的输入）电平转换至高于VREF，R5在启动期间用来限制IC1的输入电流。

选用IC2是因为它供电范围宽，而且输入共模范围也宽，从正到负。IC2的典型对地电流（0.6mA）限制了ISOURCE的最低设定值。IC2的最大输出电流（10mA）限制了ISOURCE的最高设定值。

图2显示ISOURCE在输出电阻大于10MΩ时随电压变化的情况。图中ISOURCE随VSOURCE变化的情况表明，复合运放和电压参考电流源的输出电阻接近11MΩ。本电路允许的电压范围从4.3V到34V，这个上限是IC2的最大允许值加上VREF得到的，其下限为IC2的最小允许值加上VREF。