很多工艺控制传感器(如热敏电阻器和应变桥)都需要精确的偏置电流。增加一只电流设置电阻器r1后,电压基准电路ic1就可以构成一个恒定和精确的电流源(图1)。但是,该电流源的误差与r1和ic1的精度有关,并影响着测量精度和分辨率。虽然我们可以采用精度高于大多数常用电压基准ic1的高精度电阻器,但电压基准的误差左右了该电流源的精度。制造商会尽力减小电压基准的温度灵敏度和输出电压误差,但对电源变动的敏感性仍可影响到它的精度,尤其是对于必须工作在供电电压范围很宽的工艺控制应用场合。
级联的jfet可降低电源电压波动对电流源精度的影响
用一个级联的jfet对—q1和q2构成的恒流源可以减小基准电路对供电电压波动的敏感性,并将ic1的工作电压扩展到5.5v最大额定值。另外,q1和q2还有效地将电流源的等效电阻从数兆欧几乎提高到千兆欧范围。在电路的norton模型中,等效电阻代表理想电流源上的并联电阻。
当n沟道jfet的栅源偏压为0v时,就是一个工作在最大饱和漏极电流下的耗尽型器件。与需要栅极偏压才能导通的耗尽型mosfet相比,jfet工作在默认的导通状态,需要栅
极偏压来关断。当栅源电压比源电压更负时,jfet的漏极电流在关断电压下趋向零。jfet的漏极电流大致围绕其栅极偏置电流而变化:id≈idss×(1+vgs/vp)2,其中id是漏极电流,idss是漏极饱和电流,vgs是栅源电压,而vp是关断电压。
假定ic1的输出电压vref保持在恒定1.8v。由于输出电压驱动q2的栅极,ic1的输入电压vin等于 vref-vgs(q2),或1.8v-(-1.2v)=3v。因此,q2的栅源电压就保持在其1.2v的标称关断电压上,并与电流源的微小变动保持一致性的变化。当电源电压从3v变化至30v以上时,输入电压仍能保持基本恒定,因为vref也保持不变。级联fet结构增加了电流源的norton等效电阻,使之超出只有电压基准和r1的情况。使用单只jfet也可以,但两只jfet的堆叠可进一步提高电路的等效阻抗。注意ic1并没有降低精度,这是因为jfet将ic1的输入电压保持在几乎恒定状态,而ic1还有效地消除了初始栅源电压变化,以及q1和q2引起的温度影响。
kirchhoff电压回路由vin、vref和vgs(q2)组成,其负反馈可以使漏极电流达到一个均衡偏置点,符合q2的传输公式。q2的漏极电流为 (vref/r1)与ic1内部“家务管理”电流ignd之和,是恒定的。增加q1可将q2输出阻抗的影响降低至无关紧要的程度。调整r1的值可在一个有用范围内(200ma~5 ma)变化电路的输出电流,而q2的饱和漏极电流是上限。如果你选择了一个有较高饱和漏极电流的jfet,一定要确保不超过q1的最大功耗值。
注意,电路的电源电压下限必须高于电路的3v电压与传感器产生的电压降之和:isource×r2。电路的电源电压上限决不能超过isource×r2+30v。例如,当为一个1kω压力传感器桥r2 加上2.5 ma 电流时,电源电压范围限制为5.5v ~ 32.5v。在电源电压很宽范围内,电路输出电流的变动小于1ma(图2)。
浅谈环境空气专业检测设备的人性化设计
中国与美国的AI差距有多大?先进AI研究方面美国领先中国10倍
固态继电器的工作原理及作用
士兰成都半导体复工率达97% 一手抓防疫一手抓生产
TI推出集成型三路输出同步降压转换器
JFET级联实现恒定精确电流源的方法
采用MC13192的无线传感器网络节点设计方案
5G网络和5G频段有什么区别
HTC公布Vive配件价格,售价为99.99美元
OPPO_R11的上市引发OPPO售卖大危机?凡是卖出一台,罚款500元!
智能显示技术正在成为厂商核心竞争力
二维码门禁如何实现扫码开门,如何保障出入安全
台阶仪原理与使用指南!请查收
windows server设置FTP域用户隔离步骤浅析
开源发展“加速度” 软通动力子公司鸿湖万联亮相中国国际软件博览会
Model Y车型类似Model3 但续航里程会低于Model3
洲明科技光显一体化解决方案成功入驻巴黎会议宫
翼龙II无人机成功首飞 水平和美军“死神”相当
Intel处理器集成显卡面向休闲、主流游戏
μC/0S-II操作系统移植到TMS320VC33微处理器上的应用