【導讀】使用運算放大器反饋和電壓基準可以簡(jiǎn)單直接產(chǎn)生任意大小的直流電流。 本篇文章將討論一種大大簡(jiǎn)化的實(shí)現灌電流（具體）的方法。
使用運算放大器反饋和電壓基準可以簡(jiǎn)單直接產(chǎn)生任意大小的直流電流。 本篇文章將討論一種大大簡(jiǎn)化的實(shí)現灌電流（具體）的方法。
本文我們將討論利用電壓基準內部反饋的架構，讓我們從考慮電壓基準的符號及其實(shí)際功能框圖開(kāi)始，如下圖1所示。
圖1：電壓基準及其功能框圖
我們借用了齊納二極管的符號，因為這基本上是電壓基準的行為；然而，這種行為是通過(guò)巧妙的設計而不是簡(jiǎn)單的設備物理單獨實(shí)現?？紤]在以前文章中使用的自身基準（負極基準綁定）配置，如下面的圖2所示。
圖2：電壓基準典型操作
那么，我們如何評價(jià)這一設置？首先，我們可以大大簡(jiǎn)化和定義圖2中所有電流的情況，如公式1所示。
也就是說(shuō)，IBIAS是雙極結型晶體管（BJT）的運算放大器靜態(tài)電流IQ和發(fā)射極電流iE的和。公式2通過(guò)確認與正常工作期間的發(fā)射極電流相比運算放大器靜態(tài)電流可以忽略不計，進(jìn)行了進(jìn)一步簡(jiǎn)化。
公式3和4定義了發(fā)射極電流，以基極-發(fā)射極結的二極管方程開(kāi)始，并假定使用標稱(chēng)理想因子的正向偏置操作。
如上述公式4所示，必須存在一些基極-發(fā)射極電壓以維持IBIAS。這當然意味著(zhù)在圖2中的vref和VREF之間存在非零差；我們將通過(guò)在公式5中以VREF和小的擾動(dòng)電壓εv定義vref來(lái)解釋這一點(diǎn)。
我們現在可以用基極-發(fā)射極電壓和運算放大器增益定義εv，如公式6和7所示。
顯然，在理想運算放大器情況下，εv會(huì )下降到零；然而，讓我們考慮一些非常保守的值。下面的公式8解出公式7，假設維持IBIAS所需的vBE為0.5V，運算放大器的增益為中等水平104。
對于1.25V電壓基準，這表示百萬(wàn)分之四十或40ppm的誤差——也就是說(shuō)，這種誤差可以安全地視為可以忽略。
現在考慮當我們增加輸入電壓以及IBIAS時(shí)，εv發(fā)生什么；具體而言，假設我們從公式9和10所示的某個(gè)任意操作點(diǎn)將IBIAS增加一倍。
現在可以通過(guò)將公式10除以公式9并在公式11至13中簡(jiǎn)化如下的項來(lái)導出支持加倍IBIAS所需的VBE的變化。
最后，我們可以導出如公式14和15所示的支持倍增IBIAS所需εv的變化的公式。
代入熱電壓的室溫值VT，并假設（再次）平均運算放大器增益為104，我們可以求解方程式15得到倍增IBIAS所需的Δεv的保守值，得到下面的公式16。
在這種情況下，每當IBIAS加倍時(shí)，vref處的電壓僅增加1.792μV。這是運算放大器增益與模擬齊納擊穿基極-發(fā)射極二極管的指數IV特性的乘積。
以不同方式連接電壓基準，我們可以利用其內部運算放大器產(chǎn)生簡(jiǎn)單的拉電流，如下面的圖3所示。
圖3：簡(jiǎn)單電壓基準產(chǎn)生的拉電流
為了直觀(guān)的了解這里發(fā)生了什么，我們考慮插入代替符號的功能圖，如下面的圖4所示。
圖4：簡(jiǎn)單灌電流功能圖
請注意，VIN、RBIAS和BJT電路基本上充當運算放大器的反相輸出級。因此，我們可以將總組合簡(jiǎn)化成具有新增益AT和反向輸入極性的新運算放大器符號，如圖5所示。
圖5：簡(jiǎn)單拉電流功能框圖和等效電路
