低消費電力、ユニティ・ゲインのディファレンス・アンプ(差電圧アンプ)で低価格の電流源を実現

Difference Amplier Forms Heart of Precision Current Source」(Analog Dialogue、2009年9月)では、AD8276ユニティ・ゲイン・ディファレンス・アンプとAD8603マイクロパワー・オペアンプによる高精度電流源を提供する方法を示しています。図1に低コストな低電流源アプリケーション用回路が、いかに簡単に構成できるかを示します。

Figure 1
図1. 低価格、低電流アプリケーション向けの簡単な電流源

出力電流(IO)は、次式に示すように、差動入力電圧(VIN+ - VIN)をR1で割った値にほぼ等しくなります。

Equation 1
Equation 2
Equation 3

したがって、R1の両端には差動入力電圧が生じます。

 Equation 4

実験装置

  1. AD5750EVB(AD5750ドライバとAD5662 16ビットnanoDAC®)によって、AD8276にバイポーラ信号を入力します。)
  2. OI -857マルチメータによって、入力電圧、出力電圧、抵抗を測定します。
  3. R1とRLOADの公称値はそれぞれ280Ωと1kΩ、測定値はそれぞれ280.65Ωと997.11Ωです。
  4. 出力電流は、電圧測定値をRLOADで除算して計算します。
Figure 2
図2. 理想と実際の出力電流 対 差動入力電圧

実験結果

図2は、出力電流と入力電圧の関係を示しています。X軸は、-3.2Vから+3.2Vまで変化する差動入力電圧です。Y軸は、出力電流を示しています。4本の線は、電流の理想値と-40℃、+25℃、+85℃における実際の出力を示しています。

図3は、出力電流誤差と入力電圧の関係です。3本の線は、-40℃、+25℃、+85℃における誤差を示しています。

Figure 3
図3. 出力電流誤差 対 入力電圧

図4 に示すように、実際の出力電流はAD8276 の出力短絡電流によって制限されます。ここで、短絡電流は- 40℃で約8mAです。

Figure 4
図4. AD8276:出力短絡電流の温度特性

結論

(一般的な電流源回路の)外付けのブースト・トランジスタとバッファを省略し、抵抗を1 本追加すれば、AD8276 によって、-40 ~+85℃の温度範囲の総合誤差が約1.5%未満で低価格の低電流源を作成することができます。±15V電源で駆動した場合、温度範囲での出力電流は約- 11 ~+ 8mAになります。+5Vの単電源でユニポーラ・ソースを作成できます。

著者

David Guo

David Guo

David Guoは、北京にあるアナログ・デバイセズの中国アプリケーション・サポート・チームのフィールド・アプリケーション・エンジニアです。北京理工大学で電子工学と機械工学の修士号を取得した後、Changfeng Group(長豊集団)でナビゲーション・ターミナルのハードウェア技術者として2年間を過ごしました。アナログ・デバイセズには2007年に入社しました。