[發明專利]一種精密有源電阻及其實現方法

在審

• 申請號: 202210607788.7
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114866068A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 吳建昆
• 申請（專利權）人: 昆明貴研金峰科技有限公司
• 主分類號: H03H11/48
• 分類號: H03H11/48
• 代理公司: 昆明潤勤同創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 53205
• 代理人: 洪碧謙

本發明提供一種精密有源電阻及其實現方法，所述實現精密有源電阻的電路包括電阻Ra、電阻Rb、補償電阻R1、補償電阻R2和運算放大器A；所述電阻Ra的一端連接輸入電壓Vi，所述電阻Ra的另一端分別連接電阻Rb的一端和運算放大器A的同向輸入端Vm，所述電阻Rb的另一端連接運算放大器A的輸出端Vo和電阻R2的一端，所述電阻R2的另一端連接運算放大器A的反向輸入端和電阻R1的一端，所述電阻R1的另一端接地，當電阻阻值和電阻溫度系數滿足特定關系時，所述精密有源電阻電路的伏安特性等效為一阻值不隨溫度變化的等效電阻值R；本發明利用普通電阻和運算放大器在一定的比例關系下構成的電子線路對因溫度變化產生的電阻變化量進行補償，實現阻值精確、溫度漂移小的精密電阻。

技術領域

本發明涉及一種精密有源電阻及其實現方法，利用普通電阻和運算放大器構成的電子線路對因溫度變化產生的電阻變化量進行補償，實現阻值精確、溫度漂移小的精密有源電阻。

背景技術

電阻是最基本的電子元器件，隨著電子器件精密化、小型化發展，高精度電阻元件越來越受到重視，在精密電學應用中，需要使用高精度電阻保證各項技術指標。電阻率和電阻溫度系數是導電材料電阻特性的基本特性，是精密電阻設計的兩大基本參數。

為獲得低電阻溫度系數，發展了多種的電阻合金材料，專利CN106205910B一種復合精密電阻帶材、專利CN110578068B一種精密電阻用貴金屬合金線及其制造方法，分別從不同角度展開用于制造電阻的合金材料的研究探索，以期提高電阻的精密度和溫度特性。采用特種合金材料和專用工藝，制造和加工成本較高，且應用于電阻制造時對工藝和設備有要求，實現路徑不易。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種利用普通電阻和運算放大器構成的電子線路對因溫度變化產生的電阻變化量進行補償，實現阻值精確、溫度漂移小的精密有源電阻。

解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種精密有源電阻，所述精密有源電阻的電路包括電阻Ra、電阻Rb、補償電阻R1、補償電阻R2和運算放大器A；所述電阻Ra的一端連接輸入電源Vi，所述電阻Ra的另一端分別連接電阻Rb的一端和運算放大器A的同向輸入端，所述電阻Rb的另一端連接運算放大器A的輸出端Vo和電阻R2的一端，所述電阻R2的另一端連接運算放大器A的反向輸入端和電阻電阻R1的一端，所述電阻R1的另一端接地，所述精密有源電阻電路滿足如下平衡關系，如式(1)–式(4)所示：

所述電阻R1、電阻R2具有相同的電阻溫度系數，所述電阻R1、電阻R2的電阻值比例關系為K＝R1/R2，由于兩電阻溫度系數相圖，其比例關系不隨溫度變化而變化；所述電阻Ra、電阻Rb的電阻溫度系數不同，所述電阻Ra的電阻溫度系數為α、電阻Rb電阻溫度系數為β；當所述電阻Ra、電阻Rb的電阻值比例關系滿足Ra/Rb＝K*β/α和Ra–Rb*K＝R，所述精密有源電阻的電路的伏安特性為一阻值不隨溫度變化的等效電阻值R。

在上述關系基礎上，所述電阻Ra、電阻Rb、電阻R1和電阻R2具有相同的電阻溫度系數，所述等效電阻值可簡化為R＝Ra-Rb*(R2/R1)。

在上述關系基礎上，所述電阻Rb、電阻R1和電阻R2阻值相同，所述電阻Ra的阻值為電阻Rb、電阻R1和電阻R2阻值的2倍，所述式(3)簡化為式(5)所示：

Vi＝-Vm 式(5)

所述精密有源電阻的電路的輸入電流Iin和電阻Rin滿足如下平衡關系，如式(6)、式(7)所示：

所述運算放大器具有較低的輸入漏電偏差和輸入零點溫度漂移，所述運算放大器A可替換為鏡像電流源差動放大器。