利用DAC、运算放大器和MOSFET晶体管构建多功能高精度可编程电流源



电路功能与优势

数字控制电流源在许多应用中至关重要,如电源管理、电磁阀控制、电机控制、阻抗测量、传感器激励和脉搏血氧仪等。本文介绍三种利用 DAC、运算放大器和 MOSFET 晶体管构建支持串行接口数字控制的电流源。

所选DAC为配有标准串行接口的高分辨率(14 或 16 位)、低功耗CMOS。16位DAC AD5543提供超紧凑(3 mm × 4.7 mm)的 8 引脚MSOP和 8 引脚SOIC两种封装。14 位DAC AD5446提供小型 10 引脚MSOP封装。这两款DAC均与大多数DSP接口标准兼容,而且兼容SPI、QSPI和MICROWIRE。外部基准电压输入允许输出电平可以有许多变化,最高可达 10 V。器件组合实现了业界领先的小 PC 板面积、低成本、高分辨率特性。三种设计均提供低风险解决方案,并使用业界标准器件。

电路描述

所有三个电路的DAC都需要 5 V单电源,运算放大器需要±15V电源。一些电路可能需要一个精确的外部基准电压源(参见教程 MT-087)。

各电路均有两级。第一级是输入级,由DAC和运算放大器构成。第二级是N沟道MOSFET晶体管输出级(图 1 和 图 2),它响应发送至系统的数字字而提供电流。

图 1. 使用电流输出 DAC 的电流源(未显示去耦和所有连接)

如 图 1 所示,电路的输入级由电流输出DAC (AD5446)和运算放大器(AD8510)构成。它转换命令字并驱动晶体管,此外还调制施加于单电阻的电压。命令字通过SPI接口发送。输出级由N沟道MOSFET晶体管(NTE4153N)构成,它可提供高于运算放大器和单电阻输出的电流。单电阻R1 在电压施加于其引脚时产生电流。晶体管调节该电流。

详文请阅:利用 DAC、运算放大器和MOSFET晶体管构建多功能高精度可编程电流源

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