LM334芯片到底是恒流源还是温度传感器?
多年以前,小白白刚学电路的时候,遇到一个需要设计 恒流源 的需求。在网上查资料找了了这个:LM334 芯片,看到数据手册上大大的标题: 3-Terminal Adjustable Current Sources,脑袋一热 Current Sources ? 电流源?就是它了。
再一看典型电路:
输出电流 Iset,是Vr/Rset的函数,那么调整Rset不就能设定输出电流了?妥妥的!
慢慢仔细阅读数据手册,发现问题没那么简单,首先Vr不是个定值,是个随温度线性变化的量:
所以Vr是个与温度有关的线性函数:Vr = 64mV/298K ≈ 214uV/K(即温度每变化298开尔文Vr变化64mV)。
其次 Ibias也不是个定值,它是和 Iset成一定比例的,这个比例还和总的输出电流大小有关:
最终的计算公式为:Iset = (Vr/Rset) * n/(n-1);其中n和电流有关,需从上表中查找,如果设计的输出电流在2uA~100uA时,n=18。
所以这个基本电路输出的Iset是个与温度相关的函数。其实数据手册上也明确说了,可以作为温度传感器使用。
那么LM334能不能作恒流源呢?
答案是可以的,它的数据手册上也给出了电路图:
这个图的关键是加入了二极管1N457,因为LM334随温度升高,Vr的电压会升高,那么串入一个随温度升高压而下降的二极管就能抵消掉这个变化。
LM334的温度系数约为+0.23mV/℃,串入的二极管1N457温度系数为-2.5mV/℃,列方程,使得I1、I2之和随温度的变化率为0,那么有:
即电路设计时,选择R2 = 10*R1,最终输出的电流之和Iset 可以不随温度的影响变化。
这个电流最终的输出电流可以由以下公式计算: Iset = Ibias + I1 + I2;
其中的 Ibias + I1可以套用前述的公式计算;
而 I2 = (Vr+Vd)/R2,假设使用时,串入的二极管1N457导通时压降Vd为0.6V代入即可计算(如果需要更精确一点,需要查找1N457的手册中的图表,由电流和电压的关系来确定)。
好了,综合上述的分析,我们发现LM334 这颗芯片的基本电路是一个随温度变化的电流源,所以是可以当做温度传感器来使用的;当我们简单地使用二极管、电阻等补偿掉温度的影响,它就变成了恒流源。
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