很多設計都需要精確的壓控電流源，特別是那些存在可變負載的情況。通常是使用幾個運算放大器和若干無源元件來構成電路，但是由于元器件的非理想特性，如有限的開環(huán)增益、共模抑制、偏置電流和失調電壓特性,使得電路存在著固有的誤差。并且，在使用運放的設計中，可能還需要高精度電阻來設定增益，以及額外的電容來保證穩(wěn)定性。此外，有些壓控電流源的電流與輸入電壓不成正比，例如，圖1所示的電壓電流轉換器所基于的原理是集電極電流約等于發(fā)射極電流，而且只向一個方向提供電流。



圖1 此電壓電流轉換器所基于的原理是集電極電流約等于發(fā)射極電流，而且只向一個方向提供電流

采用兩個儀表放大器和兩個晶體管，您可以構建一個精度達0.01%的壓控電流源(如圖2所示)。該電流源的輸入電壓范圍為±10V，輸出電流與輸入電壓成正比，而且即使在輸出電流高達90mA時，仍可保持高精度。該電路使用ADI公司的低功耗、低漂移儀表放大器AD620來完成電路控制和誤差校正，但并未把它們包含在輸出電路中。因此，您可以用更大功率的晶體管替換Q1和Q2以提供更大的輸出電流。您還可以把儀表放大器增益設定為1到10000之間的任何值，以適應低于1毫伏的輸入信號，只需在IC1和IC2的輸入之間連接一個電阻就可獲得期望的增益。



圖2 這個簡單的電壓電流轉換器可在一系列的條件下提供高精度輸出電流

第一個儀表放大器IC1控制推挽輸出級的基極電壓。電阻和二極管對Q1和Q2提供偏置以消除交越失真。IC2提供誤差校正，并補償基極到發(fā)射極的電壓偏差。誤差電壓，即D1/D2節(jié)點電壓與輸出電壓之間的差值，被饋送到IC1的參考引腳，并與輸入電壓求和。其結果是，電路的輸出電流與輸入電壓成正比，在±10V的輸入信號范圍內直流精度的典型值為0.01%，在頻率為1KHz輸出電壓為±5Vp-p時，交流精度典型值為1.5%。

計算輸出電流的方程為：


其中：


因而：

或：


該電路輸出范圍寬，輸出電流與輸入電壓成正比，且具有高線性度和高精度(見圖3)。



圖3 圖2給出的電路輸出范圍寬，輸出電流與輸入電壓成正比，且具有高線性度和高精度