Howland-Strompumpe VS Wilson-Stromspiegel

Ich bin daran interessiert zu wissen, was eine bessere Lösung wäre, um eine Stromquelle für Niedrigstromanwendungen (unter 20 mA), eine opamp-basierte Stromquelle wie eine Howland-Strompumpe (Link zu PDF) mit eng abgestimmten Widerständen oder so etwas wie a zu erstellen Stromquelle auf Transistorbasis wie der Wilson-Stromspiegel, der angepasste Transistoren in einem einzigen Gehäuse verwendet.

Mir ist bewusst, dass es viele Faktoren gibt, die berücksichtigt werden sollten, zunächst die Art der verwendeten Operationsverstärker, die Art der Last, bjt vs. fet, Spannungskonformität usw. Also im Allgemeinen, was ich würde Ich möchte wissen, ob es sich lohnt, eine Lösung auf Transistorbasis zu untersuchen. Bietet sie Vorteile gegenüber Operationsverstärker-Stromquellen in Niedrigstromanwendungen? Oder sollte man sich der Einfachheit halber nur an Operationsverstärker halten?

Antworten (2)

Mit dem Wilson-Stromspiegel erhalten Sie niemals die AC- und DC-Leistung, die die Howland-Stromquelle erreichen kann. Außerdem kann der Howland Strom sinken und liefern.

Betrachten Sie für die Wilson-Strompumpe den Konstantstrombereich des spiegelnden BJT - es gibt eine Spannung an der Basis, die vom "anderen" BJT eingestellt wird (der wie eine Diode wirkt), und Sie wissen, dass dies einen Strom in die Basis beider Transistoren einleitet - Sehen Sie, wie konform der Graph ist - außerhalb des Sättigungsbereichs. Es ist nicht wirklich eine gute Konstantstromquelle, wenn sich Vce ändert: -

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Die Howland-Strompumpe (auf der anderen Seite hat ein Compliance-Diagramm, das so flach wie ein Pfannkuchen ist, was bedeutet, dass Sie Vce herumwirbeln können und der Kollektorstrom wirklich ziemlich flach bleibt (natürlich abhängig von der Widerstandsanpassung).

Das macht sehr viel Sinn, aber ich hatte die Idee, dass der Wilson-Stromspiegel, der eine Kaskode verwendet, diesen zusätzlichen Transistor hatte, um den Kollektor des Stromeinstellungstransistors festzuhalten, wodurch der Early-Effekt auf diesen Transistor eliminiert wurde, aber Ich vermute, dass der Transistor in der Kaskode immer noch einen frühen Effekt hat, da er seinen VCE variieren muss, um einen konstanten Strom zu erreichen, habe ich recht? Was ist dann in diesem Fall der Vorteil des Wilson-Stromspiegels gegenüber einem Standard-2-Transistor-Stromspiegel?
Wenn Sie mehrere Schichten von Transistoren gestapelt haben (um die Ausgangskonformität zu erhalten), ist es wahrscheinlich einfacher, einen Operationsverstärker und einen einzelnen Transistor als Stromspiegel oder die Howland-Stromquelle zu verwenden, aber Sie haben Recht, den W-Stromspiegel ist ein paar Größenordnungen besser als der Typ mit zwei Transistoren.

Der Vorteil der Howland-Stromquelle besteht darin, dass sie (1) Strom sowohl als Quelle als auch als Senke (2) zu (oder von) einer geerdeten Last liefern kann. Die Einschränkung ist, dass eine gute Widerstandsanpassung erforderlich ist. Sehen Sie sich diesen umfassenden App-Hinweis zur aktuellen Howland-Quelle und ihren Varianten an .

Der Wilson-Stromspiegel kann nur Strom aufnehmen. Es besteht aus ein paar Transistoren. Innerhalb von ICs ist die Transistoranpassung einfacher zu erreichen als mit diskreten Transistoren.

Es ist eine gute Idee, der Einfachheit halber bei OpAmps zu bleiben (sofern die Umstände nichts anderes vorschreiben). Außerdem gibt es andere OpAmp-Konstantstromquellen und -senken, die einfacher sind als Howland.

Der Wilson-Stromspiegel hat sowohl NPN- als auch PNP-Varianten und kann daher entweder Strom aufnehmen oder abgeben. Beweis – Per „Current Sources & Voltage References“ von Linden T. Harrison, C 2005, ISBN 0-7506-7752-X, pg. 86 haben Sie die PNP-Stromquelle und die NPN-Stromsenke.
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