一种新型高精度高温度稳定性恒流源研究

一种新型高精度高温度稳定性恒流源研究

摘要：研究一种应用混合集成电路技术实现的新型高精度和高温度稳定性的恒流源，以适应当前系统对恒流源高精度、高温度稳定性和较大电流的需求。在详细分析电路结构和工作原理的基础上，讨论如何提高电路的精度和温度稳定性，并给出具体的解决方案，对关键部分给出了设计电路图，最后对采样电阻的设计和布线艺术给出了合理的方案。投片测试分析表明：该设计安全可靠，达到高温度稳定性和高精度设计目标。该电路具有较小的体积和较好的性能，满足型号系统的要求。灵活的设计方式使其具有较好的使用价值和应用前景。

关键词：恒流源;电压基准;采样电阻;温度稳定性;误差放大器;温度补偿

Research of a New ype of Constant Current ource with

igh[CD2]precision

[JZ]and igh emperature tability

JIANG ongyu

(Xi′an Institute of Microelectronics echnology,Xi′an,71004,China)?オ?

Abstract：Using the hybrid integrated circuit technology,a

new type of constant current source with high[CD2]precision temperature stability to accommodate current constant current source of high accuracy,high temperature stability and larger current demand is studiedIn a detailed analysis of the structure and working principle circuit on the basis of circuit discussed how to improve the accuracy and temperature stability,and specific solutions are given on the key part of the design schematics,sampling resistor on the final design and layout art is a reasonable optionV ote[CD2]test analysis show that:the design is safe,reliable,high temperature stability and achieve

high[CD2]precision design goalshe circuit has a smaller size and better performance to meet the requirements of the model systemFlexible design has better ways to use and application prospects

Keywords：constant current source;voltage

reference;sampling resistance;temperature stability;error amplifier;temperature compensation?オ?

模拟电路里广泛包含基准源，且在许多系统电路里都是关键部件，它的电气特性将直接影响到整个系统的电气特性。在电路设计中，往往需要一些输出电流大、温度稳定性好、精度高的恒流源。具有这些特性的恒流源，往往对电路

中电阻的精度要求和温度系数的要求很高，这对一次集成技术来说是一个难题。而采用混合集成薄膜工艺生产的电阻能很好地达到电路系统的要求，使用混合集成工艺技术对扩流效果也有很好的帮助。本文就是采用混合集成技术，设计一款具有高温度稳定性和高精度的恒流源。

1 工作原理

恒流源是由电压基准、比较放大、控制调整和采样等部分组成的直流负反馈自动调节系统。恒流源的设计方法有多种,常用的串联调整型恒流电源原理框图如图1所示。

主要包括调整管、采样电阻、基准电压、误差放大器和辅助电源等环节。通过采样电阻将输出电流转换成电压，然后与基准电压进行比较，比较放大后的信号推动调整管对输出电流进行调整，最后达到输出电流恒定。

2 电路设计

电压[CD2]电流转换是恒流源的核心。最基本的恒流源电路如图2所示。

存在的问题：由于采样电阻与负载串连，流过的电流通常比较大，因此局部温度也会随之上升，导致元器件温度上

升，恒流源的温度稳定性变坏。其次，恒流电源的输出电流全部流过调整管，因此调整管上的功耗也很大，必须选择大功率的晶体管,然而大功率晶体管需要较大的基极驱动电流，对运放有较高驱动能力的要求。再次，双极型三极管的漏电流和电流放大系数对温度比较敏感，温度稳定性较差。还有，电压[CD2]电流变换器使用的负反馈闭环控制，电流稳定度与放大器放大倍数有直接关系，在大功率电源里基本上是倒数关系。例如，若要求电流源的稳定度要达到小于10－4，则放大器的放大倍数要大于一万倍。运方的温度漂移和失调对电路的精度和温度稳定性有很大的影响。

要解决上述问题，需要对电路的控制调整部分进行改进。改进后的电路如图3所示：

用PMO[CD2]PNP复合管来代替原来的PNP管。小信号等效模型如图4所示：

极电流，能给三极管提供较大的基极电流，满足了运放的驱动压力要求，使运放不需要过大的驱动能力，电路就能正常工作。PMO管具有温度稳定性好、噪声低的特点，弥补三极管的不足，有助于提高恒流源的温度稳定性。

选用的运放应该有较高的增益，较低的输入失调电压和失调电流，以及低温漂和低噪声电压。在实际的版图设计时，