[参考译文] TINA/Spice：2nA至100mA恒定电流源-设计建议?

您好，Koray，

1. 并联多路放大器将并联运算放大器的噪声平均值降低1/sqrt (n)。 但是，在这种情况下，来自主放大器(U2)的输入电流噪声在较低增益时在很大程度上主导了整体噪声，而电阻器噪声在较低电流设置下成为主导噪声。
2. 可能会达到1 % 精度。 这样做至少需要在整个电路中使用1 % 容差电阻器。 此外，匹配(特别是温度系数)将非常重要。
3. 我建议做一些更改。 首先，我不确定您所绘制的主从运算放大器配置是否会在4个放大器之间平均分配电流。 乍一看，我认为底部的两个放大器将提供大部分电流。 我建议采用如下设计：

   这将使用OPA1622作为电流泵中的主放大器。 OPA1622应该能够在没有辅助的情况下驱动100mA，并且具有相对较低的电压噪声(2.8nV/√Hz)。 我将10kΩ Ω 反馈电阻器降低到1kΩ Ω，以降低电阻器噪声和U1输入电流噪声的影响。 我为OPA627换用了OPA140 (对于U2和U3，我会使用双OPA2140)，尽管OPA627肯定可以用于此应用程序。 U2在此应用中提供双负荷，既可作为当前泵的反馈缓冲器，也可作为Triax电缆的保护驱动器。 在ADC之前添加U3作为缓冲器，因为低电流范围(特别是高阻抗负载)可能具有过低的输出阻抗，无法充分驱动ADC。  

   为了获得良好的瞬态响应和合理的稳定性，我必须与更高范围的电阻器并联添加C1-C4。 这些值似乎为电阻负载提供了适当的步进响应，但我要再次检查无功负载的稳定性。

4. 输出电流泄漏在这里不是很重要的问题，尤其是在2nA时，缓冲器的输入泄漏和印刷电路板上的寄生泄漏将成为一个大问题。 事实上，虽然OPA140和OPA826在室温下(输入偏置电流的~5-10pA)工作良好，但在125°C下，两者都将泄漏2-3nA。 如果这是一个问题，您可以考虑将U2和U3更换为类似LMC6001的部件。 虽然这会降低电流源的合规范围(LMC6001的最大电源为15V)，但LMC6001的输入偏置电流在室温下为25fA，在整个温度范围内为2FA。 这也会在噪声方面进行权衡：LMC6001的电压噪声为22nV/√Hz，而OPA140的电压噪声为5.8nV/√Hz。  
5. 对于Triax guard驱动程序，我将使用U2的输出。 在进行此设计的布局时，还应将其用作围绕整个Iout节点的保护环的源。

您可以 在此处下载用于瞬态分析的TINA-TI文件

另一个注意事项：我将输入电压源连接到R8，而不是R6。 这不应影响电路的整体稳定性，只影响输出电流的极性。 如果您的应用需要负输出电流用于正输入电压，只需将电压源连接到R6并接地R8。