如何选择电流源设计的运放

图9

扩流方法很多，最常见方法如下：

1. 使用现成的单位增益缓冲器：

例如LT1010，最大输出150mA。

2. 参照运放内部电路：

扩流最简单的办法是共集电级乙类推挽输出级，就是NPN和PNP构成的射随器组合，对于20V/100mA而言须选择10W左右的中功率管。实际是第一种方法的简化方法。

3. 使用具有电压增益的功率运放电路扩流：

这是一种豪华的方法，具有相当好的动态性能，很多Agilent高级系统仪器均采用这种方法，当然功率运放是分立的。由于扩流电路具有电压增益，因此对运放的SR要求降低，整体电路的直流性能决定于运放，克服了功率运放的VOS问题。但这种电路调试比较麻烦，容易振荡，需要设计者经验丰富。

显见，考虑性价比，如果只考虑将电流源作为稳定驱动，而不考虑动态性能(例如脉冲电流源)，第2种方法是相当好的选择。

一定有人推荐，最好使用甲乙类输出以避免交越失真，也可，但对直流源实无必要。

图10

上述电路都可工作于I、II、III、IV象限。针对一般的用途，事实上需要四象限均可工作的电流源的场合非常少，通常只需I象限工作即可(Io》0、Vo》0)，如果不考虑动态性能，可将推挽输出级PNP一侧去掉，简化为单臂输出。

这次的简化牺牲了输出电流下降沿性能，但对于直流稳定源无大碍。

坛友可参考Agilent 36xx系列用户手册，下降沿和上升沿响应速率的巨大差异。36xx均为单臂电源。

　　图11

　　图中运放使用了双电源。运放可单电源也可双电源工作，推荐使用双电源，原因如下：

　　1. Aopen(Vin+-Vin-)=Vo是运放的基本公式，通常认为Aopen无穷大，但实际运放最高不过140dB(icl7650)，有的运放甚至只有几千(TL061)。

　　变换公式得到(Vin+-Vin-)=Vo/Aopen，一定记住，其中所有的电压都是以双电源中点为参考地。而(Vin+-Vin-)就是运放误差。

　　单电源工作时，Vo=1/2VCC时才能达到误差最小，双电源工作时Vo=1/2(Vcc-Vee)=0时误差最低，相对而言，后者更好把握，此问题在后面有实际应用方法解决。

　　2. 即使轨到轨运放也无法达到输入/输出绝对到轨，因此需要输入/输出为0时会出一些令人烦恼的问题，使用双电源可避免这些问题，从而集中精力考虑重点。

　　还存在的一些问题：

　　电路基本成型了，还有什么问题?

　　一般而言，设计到这个地步，设计工作可到一段落。然而仔细分析，仍有不甚完美之处。

　　普及知识：电流源和电压源都是互补对应的。首先看看电压源：

　　1. 对电容性负载敏感，对电感比较无所谓。

　　2. 有最大电流限制，短路时输出电流受电压源的电源的电流能力限制。

　　3. 负载并联在输出端和地之间。

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