为什么高精度运放搭建的恒流源，还不如用普通运放？

2010-10-20 16:27

采用高精度，单电源，轨对轨运放搭建恒流源，电阻采用0.1%精度，采用单电源24V供电。恒流源输入0-2V电压，输出0到20uA电流。电路图如下：
   电压输入端为“DAC_OUTC”，电流输出端为“ForceI_CH”。
   输入为0.5V时，输出为5uA，可实际测试中，负载从10K到1M调节，会输出不同的电流，输出电流在在3~4.2uA之间，这个应该是很大的误差。当负载为0时，输出为5uA。更换普通运放，LM358或者LM324，都是单电源运放，测试结果为，当输入0.5V时，负载从10K到1M调节，输出能稳定为4.9uA。为何精度低的运放，恒流的效果比精度高的运放效果还要好？
   影响恒流的精度的几个重要参数，一是输入失调电压，二是输入偏置电流，三是运放能输出的最低电压。例如5脚的偏置电流，会直接加载到负载上，影响恒流精度；当负载的电阻
十分小时，7脚的电压接近0，若运放不能输出到0V,也会影响恒流精度。
   OPA4251的主要参数如下（取最大值）：失调电压0.25mV，偏置电流25nA, 电源最大电压36V,单电源运放，轨到轨。
   LM358的主要参数如下（取最大值）：失调电压5mV,，偏置电流0.2uA, 电源最大电压32V，单电源运放，非轨到轨，最低输出电压20mV.
   因为LM358最低不能输出0V，所以当负载为0欧姆是，输出的电流不为5uA, 为5.5uA ,这个误差对于应用不考虑，因为应用中负载都是几十K以上的。

2010-10-20 17:12

之前怀疑过芯片有问题，后来换了几个芯片再试，再从另外的供应商处拿货再试，现象还是一样

2010-10-21 10:58

觉得 5楼“雪山飞狐D”说得很有道理，OPA4251的SR为0.01V/uS, LM358的SR为0.3V/uS。
准备更换LM224A试试，LM224A偏置电流最大值100nA,失调电压4mV,0.5V/uS, 这些精度勉强能接受，和OPA4251还是PIN对PIN的，免得还要再开板。

2010-10-21 21:38

to 10楼
电路在达到稳态前，必须经过动态的反馈，如果没有足够快的反馈速度，电路无法进入稳态。
后来我做了个实验，用精密的10K电位器当负载，慢慢调节负载，负载在0欧姆时，电流为5uA,当负载慢慢变大时，电流不恒定，会降低到4uA。可是LM358,LM324就不会这样。从这个实验，好像可以得出电路与运放的反馈速度无关。
如果跟速度没关系，那到底是怎么回事呢？

2010-10-22 09:37

to away
虽然电流小，但貌似不至于小电流就不能工作。PIN1对地接了个10K测试，情况一样
to lych9139
换100K的目的是什么呢？好像只能减小电阻上的电流

2010-10-22 09:50

如果要证明运放的速度会影响这个电路，可以在PIN5脚加上一个RC低通滤波电路，若加上RC电路后如果LM358不能稳定工作，是否能说明速度其实是会影响这个电路的呢？

2010-10-22 12:04

本帖最后由 cyh1984 于 2010-10-22 12:06 编辑

之前怀疑过芯片有问题，因为测出来运放的输入偏置电流有几十个uA , 正常应该是几十个nA。 OPA4251各节点的电压如下图
流过R21的电流6.6uA,流过R23的电流30.5uA,则运放的偏置电流为23.9uA.
从另外的经销商拿货，恒流情况一样（没有测试偏置电流）。从TI申请OPA251样片测试，情况一样（没有测试偏置电流）。

2010-10-23 23:33

to mmax
用示波器观察OPA4251的输出电压，没有振荡波形，能不能说明OPA42521没有振荡。

2010-10-25 11:33

to jiangwang
FLUCK 15B 测的，用uA档测电流，误差是1.5%+3。这个误差，不会造成4.0~5.0uA的变化。
电阻全部采用0.1%精度。查看LM358和OPA4251的开环增益，都为120dB.
to lych9139
你的分析是有道理的。也如你所说，OPA4251的输出电流时足够的。我换了全换了100K，0.1%的，结果还是一样。之前也把那个100K的采样电阻换为10K，结果一样。

只能先飞线着用LM358了，廉价的运放，却做到了0.1uA的精度。

为什么高精度运放搭建的恒流源，还不如用普通运放？

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