【个人经验分享】低至50nA激励电流!欧姆档激励电流电路分析

在前两期我们分析了34401和3478A的欧姆档恒流源激励电路,本期分享的是另一个199的欧姆档电路图,34401和3478的电路图分析如下所示:

本期分享是199上的欧姆档电流激励电路,我们先看技术指标,总共有5个档位的激励电流,其技术指标如下:

那么接下来我们就先看一下他的电路吧,福禄克这个相比安捷伦的就没有定制件了,他采用的思路也是模拟开关切换基准电阻,不过他使用的并不是定制模拟开关,而是我们比较常用的74HC4052(两个4选1)。

看4052的手册,他这个模拟开关的导通电阻简直是不要太大了,典型80Ω导通电阻,这个应该是存在校正把模拟开关的导通电阻校正掉?另外这个模拟开关的通道间的泄漏电流不会影响到这个激励电流吗?(懂的朋友可以说一下)。

那么我们暂且不管这个模拟开关的参数,我们先看一下4052的真值表,可以看到他有个使能端,当使能端接VCC的时候,所有的通道均关闭。00的时候Y0到Z导通,01的时候Y1到Z导通以此类推。总之就是要么都关闭,要么四选一。那么我们就可以继续分析了。

我们一个一个档位分析,先分析50nA的档位,当50nA档位的时候,4052模拟开关的使能关闭,此时模拟开关那块都是关断的,基准电阻为2MΩ,此时的电路简化为如下所示:

然后是500uA的档位,在这个档位下,模拟开关4052的1脚和3脚导通,12脚和13脚导通,此时1M欧姆被短路,基准电阻被切换为2.61KΩ,不过奇怪的是,无论是计算还是仿真,最终的激励电流算出来并不是500uA,而是460uA左右,电路简化为如下所示:

这个激励电流不是500uA整很奇怪,可能就是这样设计的吧,可以看到激励电流大概是1.2V/2.61kΩ,然后还要加上0.1V/2MΩ支路的50nA。这个估计是后期需要校准?不确定这个电流怎么这么奇怪。不过在技术指标里他也写了激励电流的精度是±20%,可能就不是按整数设计的。

然后是50uA(仿真和计算只有46uA),5uA(仿真和计算只有4.6uA)和500nA(仿真和计算510nA)的简化仿真图,与上面类似,电路图仿真如下所示:

那么至此为止,福禄克199上的欧姆档激励电流的电路也就分析完了,感觉好像不如34401设计的好哈哈,我感觉34401设计的最好。不知道各位觉得哪个好一些。:grin: