在设计一个恒流源对小型的DFB激光器(驱动电流小于200mA,输出最大功率约为5mV)进行恒定电流驱动时,如图 1所示,由数模转换器DAC1设定一个电压值Vset,送入运放U1的同相输入端;U1的输出端连接MOSFET的栅极(N沟道增强型),从而控制MOSFET的导通程度,向激光器提供一定的驱动电流。同时,在激光器与恒流电源的通路上串联一精密采样电阻Rs,此电阻阻值为1Ω,精度很高,温漂极小,输出电流经过此电阻后,通过连线将电阻采样电压送入U2的正相输入端,采样电压经过U2放大连接U1的反相端,由此组成负反馈网络。U1放大采样电压与Vset的差值后改变MOSFET的导通程度,从而实现电流的自动调整。
根据运放的虚短虚断原理,可知驱动电流I与设定电压值Vset间满足一定的关系,即:
I= Vset/[(1+R2/R1)Rs]
由于R1、R2、Rs确定,这样设定电压Vset和驱动电流间便满足一定的线性关系,知道了该关系,设定不同的电压Vset,就能获得相应的驱动电流。
现在我不明白的是:MOSFET工作在饱和区,设定电压Vset和反馈放大的采样电压的差是怎样控制MOSFET的导通程度从而提供驱动电流的呢?即:它是怎样保证栅极和源级间电压恒定,从而输出恒定电流呢?(该MOSFET型号为FDV301N,栅源电压小于1.5V,可以提供连续电流最大为220mA)(图2 为电流源的电路图,OP01的5管脚为数模转换芯片输入的设定电压Vset,即图中的OUT1;OP02的6管脚为放大的采样信号AIN1,模数转换芯片对该信号采集,交给单片机处理)
各位工程师朋友,还望你们不吝指教,谢谢!
图 1 电流源驱动原理图 图 2 电流源电路图
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