在上一期我们分析了安捷伦34401A六位半的欧姆档的电流激励电路。本期要分享的是另一台神机,是HP3478A五位半的欧姆档电流源激励电路的电路分析。3478A比34401A的电阻档的测量范围要窄,34401A可以测到100MΩ,3478A最大是测到30MΩ。下面是3478A的技术手册指标:

不过对比3478A和34401A可以看到另外一点,那么就是3478A的最小激励电流比34401A的500nA要小,3478A的最小激励电流是100nA。那么3478A的电路是如何实现的呢?我们一起看一下3478A的电路吧。

3478A的欧姆档位激励电流电路如下所示,可以看到他这和34401A一样在输出端有一坨坨的正压及负压输入钳位保护电路,然后U102是HP定制的元器件,内部集成了高精度电阻,模拟开关,以及P沟道的MOSFET(还是J-FET?不是很确定,我感觉应该是J-FET):

简化后的电路如下,这个在其手册中有,我们先看1mA档位,在电路板上有个10V的基准电压源,他用电阻分压得到8V的电压然后提供给U201,然后U201放大到12V,然后给下一级电压跟随器U202输出12V,然后同时这个8V会再提供给下一级的U203的同相输入端,由此让4k(恒流源基准电阻)上的电压就是12-8=4V,从而激励电流就是4V/4k=1mA。

然后其他的0.1mA和0.01mA和0.001mA都是和刚才的1mA档位类似,区别就在于用模拟开关更换了恒流源的基准电阻,切换到了40k,400k和4M。然后从400k基准电阻开始,就开始使用电阻补偿Ios了?不确定U203的同相输入端的电阻是不是用于补偿Ios的。下图是这三个档位的情况:



然后是100nA的档位,这个档位与前四个有所不同,这一档位的基准电阻两端的压降变为了0.4V。并且奇怪的是他又把那个补偿电阻切回了4kΩ?搞不懂为啥又切回去了。。。他这个电阻不应该是去匹配4MΩ的基准电阻带来的失调吗?这个是很奇怪的一点。有知道的朋友也可以留言说一下原因。

然后下面是这个对应原理图的模拟开关开通关断的情况,大概是这样吧,根据上面手册的简化图勾选的:





那么本期的推文也就到此结束了,那么你觉得这个3478A的电路和34401A的恒流源电路哪个更胜一筹呢?欢迎评论区留言讨论。
