[发明专利]低压电流检测放大器电路

说明书

                        发明背景

本发明涉及电流检测放大器。

电流检测放大器典型地被使用来在各种类型的电子设备中测量由器件或部件提供的电流量或加到器件或部件的电流量。现在参考图1，图上显示了电流检测放大器10的典型的实施例的电路图。要被检测的电流(称为I_load)从第一检测节点(R_s+)通过检测电阻(R_sense)流到第二检测节点(R_s-)。第一检测节点(R_s+)通过电阻R1被连接到运算放大器12的第一输入端(+)。第二检测节点(R_s-)通过电阻R2被连接到运算放大器12的第二输入端(-)。运算放大器12的输出被连接到晶体管14的基极，液晶体管14集电极被连接到第一输入端(+)。电流(被称为I_ref)流过第一输入端(+)与晶体管14的集电极之间的连接线路。晶体管14的发射极产生输入电流(被称为I_in)，以及被连接到1∶n电流镜16的输入端。Vcc通过负载电阻R3被连接到电流镜16的输出端，用于产生输出电流(被称为I_out)。

运算放大器12的第二输入端(-)呈现相对较高的阻抗。忽略第二输入端(-)处任何输入偏置电流的存在，可以看到，没有电流从第二检测节点(R_s-)流过第二电阻R2。所以，在第一输入端(+)和第二输入端(-)处的电压等于在第二检测节点(R_s-)处的电压。电阻R1上的电压降因此等于I_load和R_load的乘积。从而输入电流I_in等于电流I_ref，理想地有：

I_ref＝I_load*(R_sense/R1)；      (1)

I_out＝n*I_in；                  (2)

I_out＝n*I_load*(R_sense/R1).     (3)

然而，实际上，晶体管14的基极电流值不能被忽略，因为它在电流镜16中也乘以n的因子，改变(公式3的)输出电流I_out数值不同于理想值。而且，将会看到，具有大的因子(例如，对于Wilson电流镜，n约等于20)的电流镜16不特别精确。输入电流值实际上被设定为如下：

I_in＝I_ref*(1+1/β)             (4)

其中β是晶体管14的电流增益。