如何選擇外部電阻減少接地負載電流源誤差

大多數情況下，R1 = R2 = R3 = R4，但RL ≠ R5，因此輸出電流如公式3所示。例如，在R5 = 100 Ω且RL = 500 Ω的情況下，圖2顯示電阻R1與電流精度之間的關系。要達到0.5%的電流精度，R1必須至少為40 kΩ。

圖2. R1與輸出電流精度之間的關系。

提示4：電阻容差影響電流精度

實際電阻從來都不是理想的，每個電阻都具有指定的容差。圖3顯示了示例電路，其中R1 = R2 = R3 = R4 = 100 kΩ，R5 = 100 Ω，而且RL = 500 Ω。在輸入電壓設置為0.1 V的情況下，輸出電流應該為1 mA。表1顯示由于不同電阻容差而導致的輸出電流誤差。為達到0.5%的電流精度，請為R1/R2/R3/R4選擇0.01%的容差，為R5選擇0.1%的容差，為RL選擇5%的容差。0.01%容差的電阻成本昂貴，因此更好的選擇是使用集成差動放大器(例如 AD8276，它具有更好的電阻匹配，而且更加經濟高效。

圖3.IOUT= 1 mA的示例電路。

表1. 最差情況輸出電流誤差(%)與電阻容差(%)

結論

在設計改進型Howland電流源時，需要選擇外部電阻，使得輸出電流不受負載電阻的影響。電阻容差會影響精度，必須在精度和成本之間權衡考慮。放大器的失調電壓和失調電流也會影響精度。請查閱數據手冊，確定放大器是否滿足電路要求。可以使用Multisim進行仿真，了確這些規格對精度產生的影響。集成差動放大器具有較低的失調電壓、失調電壓漂移、增益誤差和增益漂移，可以經濟高效地 實現精確穩定的電流源。