LM134/LM234/LM334:三端可调电流源的全方位解析

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描述

LM134/LM234/LM334:三端可调电流源的全方位解析

作为电子工程师,在电路设计的过程中,我们常常需要精准且性能优良的电流源。今天要和大家分享的是ST公司的LM134/LM234/LM334三端可调电流源,这是一款性能卓越、应用广泛的器件,下面我们就来深入了解一下。

文件下载:LM334DT.pdf

一、产品特性

1. 宽电压范围与高电流调节精度

LM134/LM234/LM334能在1V到40V的电压范围内稳定工作,电流调节精度高达0.02%/V。这意味着在不同的电压环境下,它都能为电路提供稳定、精准的电流,有效减少电压波动对电流的影响,提高电路的稳定性和可靠性。大家在设计对电流稳定性要求较高的电路时,这款器件就可以成为我们的首选。

2. 可编程电流范围广

其电流可编程范围从1µA到10mA,如此宽泛的范围可以满足各种不同电路的需求。无论是低功耗的微电路,还是需要较大电流驱动的负载电路,LM134/LM234/LM334都能轻松应对。

3. 高初始精度与多种封装形式

它具有±3%的初始精度,能保证在初始使用时电流的准确性。同时,提供了TO - 92(塑料封装)和SO - 8(塑料微封装)两种封装形式,方便我们根据不同的应用场景和电路板布局进行选择。

二、产品描述

1. 工作电流范围与电流调节特性

LM134/LM234/LM334的工作电流范围达到10000:1,具有出色的电流调节能力和1V到40V的宽动态电压范围。只需一个外部电阻就能确定电流,无需其他外部组件,大大简化了电路设计,降低了成本和电路板的复杂度。

2. 反向电压特性与控制引脚电压

反向电压高达20V时,仅会产生几微安的电流,这使得该电路在交流应用中既可以作为整流器,又能作为电流源,拓展了其应用场景。在+25°C时,控制引脚的电压为64mV,且与绝对温度(°K)成正比。最简单的外部电阻连接方式会产生约0.33%/°C的温度依赖性电流,而通过在外部电路中添加额外的电阻和二极管,则可以实现零漂移。

三、绝对最大额定值

Symbol Parameter LM134 LM234 LM334 Unit
Voltage V+ to V- Forward Reverse 40 20 30 20 V
VADJ ADJ pin to V voltage 5 V
Iset Set current 10 mA
Ptot Power dissipation 400 mW
Tstg Storage temperature range -65 to +150
Toper Operating free-air temperature range -55 to+125 -25 to+100 0 to +70

在使用LM134/LM234/LM334时,我们必须严格遵守这些绝对最大额定值,否则可能会导致器件损坏,影响电路的正常工作。大家在设计电路时,一定要根据实际的工作环境和需求,合理选择合适的型号。

四、电气特性

1. 设定电流误差

不同型号在不同设定电流范围内的设定电流误差有所不同,例如LM334在2uA≤Iset≤10uA时,最大误差为12%。在设计对电流精度要求较高的电路时,我们需要根据具体的误差范围进行合理的电路补偿和调整。

2. 设定电流与电压的关系

设定电流与输入电压之间存在一定的变化关系,平均变化率在不同的电压和电流范围内有所差异。在设计电路时,我们需要考虑输入电压的波动对设定电流的影响,采取相应的措施来保证电流的稳定性。

3. 温度依赖性

设定电流具有一定的温度依赖性,在25uA≤Iset≤1mA时,不同型号的温度依赖性在一定范围内波动。在对温度稳定性要求较高的应用中,我们需要采取有效的散热措施或温度补偿电路,以减少温度对电流的影响。

五、应用信息

1. 压摆率

当压摆率超过阈值时,LM134、LM234、LM334可能会出现非线性电流特性。压摆率与设定电流成正比,在Iset = 10µA时,dv/dt max = 0.01V/µs;在Iset = 1mA时,dv/dt max = 1V/µs。虽然压摆率超过1V/µs不会损坏电路,也不会产生高电流,但在设计高速电路时,我们还是需要注意压摆率对电路性能的影响。

2. 热效应

当设定电流高于100µA时,内部发热会对电流调节产生显著影响。例如,在Iset = 1mA时,LM134两端电压每增加1V,结温会升高0.4°C(在静止空气中),输出电流的温度系数约为0.33%/°C。在对直流调节要求较高且设定电流高于100µA的情况下,我们必须考虑热效应的影响,采取有效的散热措施,如添加散热片等。

3. 并联电容

在某些应用中,由于负载问题或交流应用中电流源输出阻抗的限制,需要降低15pF的并联电容值。我们可以通过添加FET来轻松实现电容的降低,同时在不改变直流特性(除最小输入电压外)的情况下,将电容值至少降低3pF,并提高调节精度一个数量级。

4. 噪声

LM134、LM234和LM334产生的电流噪声约为晶体管的4倍。如果将其用作晶体管放大器的有源负载,输入噪声将增加约12dB。在大多数情况下,这是可以接受的,并且可以构建电压增益高于2000的单放大器。但在对噪声要求较高的应用中,我们需要采取降噪措施,如使用低噪声的电源或添加滤波电路。

5. 引线电阻

LM134、LM234、LM334的感测电压小于100mV,此时热电偶效应和连接电阻会对电流产生影响。为了减小这些影响,我们应将电流设定电阻靠近器件放置,避免使用IC插座。例如,在1mA的电流水平下,0.7Ω的接触电阻就足以使输出电流降低1%。

6. 温度传感

LM134、LM234、LM334可作为优秀的远程控制温度传感器,其输出电流与绝对温度(°K)成正比,计算公式为Iset = (227µV/°K)(T)/Rset。在进行温度传感器校准时,由于大部分初始精度是由增益限制(斜率误差)引起的,而不是偏移,因此可以通过调节Rset或电路中使用的负载电阻来进行增益调整,调整后斜率误差应小于1%。同时,为了保证精度,Rset需要具有较低的温度系数,如金属膜电阻或线绕电阻。

六、典型应用

文档中给出了多种典型应用电路,如基本的2端电流源、交替微调技术、远程传感器电压输出终端、零温度系数电流源、低输出阻抗温度计、微功率偏置、低输入电压参考驱动器、在线电流限制器和FET级联低电容电路等。这些应用电路为我们提供了丰富的设计思路,大家可以根据具体的应用需求进行选择和改进。

七、封装信息

ST公司为了满足环保要求,提供了ECOPACK®封装的LM134/LM234/LM334器件。这些封装具有无铅二级互连,相关信息会在封装和内盒标签上标注,同时内盒标签上还会标注与焊接条件相关的最大额定值。此外,文档还详细给出了SO - 8封装和TO - 92不同包装形式的机械数据,方便我们进行电路板的设计和布局。

八、订购信息与修订历史

文档中给出了详细的订购代码,方便我们进行产品的订购。同时,还记录了产品的修订历史,让我们了解产品的发展和改进过程。

总之,LM134/LM234/LM334是一款性能卓越、应用广泛的三端可调电流源。在实际的电路设计中,我们需要充分了解其特性和应用注意事项,根据具体的需求合理选择和使用,以实现最佳的电路性能。大家在使用过程中有任何问题或经验,欢迎在评论区分享交流。

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