微安級數控恒流源的設計

此電路通過(guò)差分放大器的拓撲形式解決了恒流源負載不共地的問(wèn)題，負載是接在輸出與地線(xiàn)之間。在此電路中，由于采用了差分結構，因此需慎重選擇電阻，其中Rl和R2，R3和R4，R5和R6分別相等，如果這三對電阻選得不對稱(chēng)，將會(huì )嚴重影響輸出電流的精度。通過(guò)運放“虛短虛斷”的原則，可以計算出在此電路中DA轉換器輸出lV的電壓對應恒流源電路的輸出電流為10 μA。

3 運用儀表放大器設計微安級恒流源電路
差分放大型電路雖然解決了恒流源負載不共地的問(wèn)題，但電路結構較復雜，而且由于使用了三對大阻值精密電阻，器件難以購買(mǎi)，使得電路的成本大大提高，通用性降低。但是，可以基于上述電路思想，運用新型運算放大器設計出簡(jiǎn)單廉價(jià)的高精密微安級數控恒流源。圖4所示電路是采用儀表放大器INAll8結合運放設計出的高精密微安級數控恒流源。

INAll8是美國B(niǎo)-B公司生產(chǎn)的精密儀表放大器，具有精度高和共模抑制比高的優(yōu)點(diǎn)，適合對微小信號進(jìn)行不失真的放大。INAll8由三個(gè)運算放大器組成差分放大結構，其內部結構圖如圖5所示。

其中運放A1、A2的作用是為了提高放大器的輸入阻抗和提供放大(其放大倍數由Rg決定)，Al、A2分別對Vin-和Vin+進(jìn)行電壓跟隨，A3和4個(gè)60k Ω的電阻組成差分放大器。
在圖4所示電路中，根據運放“虛短虛斷”的原則，負載電阻R2上流過(guò)的電流值由式(2)計算得出。

電路中Rg的穩定性和溫度漂移對增益有影響，應采用高精度、低噪聲的金屬膜電阻，OPA盡量采用高阻抗運算放大器，以減小偏置電流所帶來(lái)的誤差。如選用普通的運放OPAl77，Ib的誤差達到±15nA；選用高速精密運放OPA602，Ih的誤差降為±1pA；選用靜電計級運放OPAl28，Ih的誤差僅為±75fA。

4 小結
INA118通過(guò)內部集成的六個(gè)精密電阻與運放組成差分放大結構，解決了元器件選擇困難，電路成本高的問(wèn)題。整個(gè)電路結構也解決了恒流源負載不共地的問(wèn)題，在微弱信號采集和處理等實(shí)際工程應用中具有較高的實(shí)用價(jià)值。