串联和并联电流基准之间的区别
系列电流基准
串联电流基准具有三个端子：VIN、VOUT 和 GND，与线性稳压器类似，但输出电压较低且非常准确。 串联电流基准在结构上与负载串联（图 1），可以视为位于 VIN 和 VOUT 端子之间的压控电阻。 通过调节其内阻，使VIN值与内阻之间的压降之差（等于VOUT端的参考电流）保持稳定。 由于电压是产生压降所必需的，因此该组件需要汲取少量静态电压以确保空载时的电压调节。 串联电流基准具有以下特点：
电源电流（VCC）必须足够高，以确保内阻上有足够的压降，但过高的电流会损坏组件。
组件及其封装必须能够消耗串联传输晶体管的功率。
无负载时，唯一的帧速率是电流基准的静态电压。
与并联电流基准相比，串联电流基准通常具有更好的初始偏差和湿度系数。
图 1. 三端串联电流基准的框图
图 1. 三端串联电流基准的框图
系列基线设计
串联电流基准的设计相当简单，只需保证输入电流和帧速率在IC规定的最大值之内即可：
P_SER=(VSUP-VREF)IL+(VSUP×IQ)
对于串联电流基准，最大帧速率出现在最高输入电流和最重负载时：
=(VMAX-VREF)ILMAX+()
在：
P_SER=串行基准的帧率
VSUP=电源电流
VREF = 参考电流输出
IL=负载电压
IQ = 电流基准的静态电压
=最大帧速率
VMAX=最大供电电流
ILMAX=最大负载电压
分流电流基准
分流基准电流有两个端子：OUT 和 GND。 它的原理与齐纳晶闸管相似，但具有更好的稳压特性。 与齐纳晶闸管类似，它需要外部内阻并与负载并联工作（图2）。 并联电流基准可用作连接在 OUT 和 GND 之间的压控电压源。 通过调节内部电压，使电源电流与内阻R1压降（等于OUT端参考电流）之间的差值保持稳定。 换句话说，并联电流基准通过保持负载电压和流过电流基准的电压之和恒定来维持OUT端子上的恒定电流。 并联基准具有以下特点：
正确选择 R1 可确保符合功率要求。 并联电流基准对最大电源电流没有限制。
电源提供的最大电压与负载无关。 流经负载和基准的电源电压需要在内阻R1上形成适当的压降，以保持OUT电流恒定。
作为一个简单的二端元件，分流电流基准可以配置成新颖的电路，例如负电流调节器、浮动调节器、限幅电路和限制电路。
与串联电流基准相比，并联电流基准通常具有较低的工作电压。
图2.2 端子并联电流基准框图
图2.2 端子并联电流基准框图
并行参考设计
分流电流基准的设计有些困难，必须估计外部内阻。 需要该值 (R1) 以确保电流基准和负载电压形成的压降等于电源电流和基准电流之间的差。 使用最小输入电源电流和最大负载电压估算 R1，以确保最坏情况下的电路运行。 以下方程用于估计 R1 的值和帧速率，以及分流电流基准的帧速率（图 3）。
R1=(VMIN-VREF)/(IMO+ILMAX)
R1 上的电压和帧速率仅与电源电流有关，负载电压对此没有影响，因为负载电压与电流参考电压之和是固定值：
I_R1=(VSUP-VREF)/R1
P_R1=(VSUP-VREF)²/R1
=VREF(IMO+I_R1-IL)
最坏的工作条件发生在最大输入电流且无输出负载时：
=(VMAX-VREF)/R1
=(VMAX-VREF)²/R1
=VREF(IMO+)
或者
=VREF(IMO+(VMAX-VREF)/R1)
在：
R1=外部内阻
I_R1=R1的电压
P_R1=R1的帧率
= 当前参考的帧速率
VMIN=最小供电电流
VMAX=最大供电电流
VREF = 参考输出
IMO=电流参考最小工作电压
ILMAX=最大负载电压
=最坏情况下R1的电压
= R1 最坏情况下的帧速率
=并行电流参考的最坏情况帧速率
图 3. 分流电流基准调节电压 (IMO) 以形成稳定的 VREF
图 3. 分流电流基准调节电压 (IMO) 以形成稳定的 VREF
选择当前参考
通过了解串联和并联电流基准之间的差异，您可以为您的应用选择最佳组件。 为了获得最合适的组件，最好同时考虑串联和并联参考。 具体估算出两种类型的参数后，即可确定元件类型。 以下是一些经验方法：
如果需要小于0.1%的初始精度和25ppm的温度系数，通常应选择串联电流基准。
如果需要最低工作电压，请选择并联电流基准。
当分流电流基准与宽电源电流或大动态负载一起使用时必须小心。 不一定要估计预期的功耗； 它可能明显低于具有相同性能的串联电流基准（参见下面的示例）。
对于电源电流低于 40V 的应用，分流电流基准可能是唯一的选择。
在构建负电流稳压器、浮动稳压器、限幅电路或限制电路时，通常会考虑并联电流基准。
示例 1：低电流、固定负载
在这种便携式应用中，最关键的参数是帧速率。 以下是相应的技术指标：
电压最大值=3.6V
电压最小值=3.0V
参考电压=2.5V
ILMAX=1μA
让我们将其范围缩小到两个组成部分：
系列电流基准
IQ=5.75μA
=(VMAX-VREF)ILMAX+(VMAX×IQ)
=(3.6V-2.5V)1μA+(3.6V×5.75μA)=21.8μW
该串联基准电压源是电路中唯一消耗功率的元件电阻的串联和并联教学视频，在最坏的工作条件下，总帧速率为 21.8μW。
并联电流基准
IMO=1μA
R1=(VMIN-VREF)/(IMO+ILMAX)
R1=(3.0V-2.5V)/(1μA+1μA)=250kΩ
=(VMAX-VREF)/R1
=(3.6V-2.5V)/250kΩ=4.4μA
=(VMAX-VREF)²/R1
=(3.6V-2.5V)²/250kΩ=4.84μW
=VREF(IMO+(VMAX-VREF)/R1)
=2.5V(1μA+(3.6V-2.5V)/250kΩ)=13.5μW
最坏情况操作条件下的总帧速率是 R1 的帧速率 () 与并行参考帧速率 () 之和。 因此，总帧率为 18.3μW。
最适合此应用的组件是分流电流基准，其功耗为 18.3μW（对于 21.8μW 的帧速率）。 这个例子表明电源电流的变化对设计有更大的影响。 最初，分流电流基准的 1μA 最小工作电压是一个巨大的优势，为了确保在最坏情况工作条件下工作，工作电压降低至 4.4μA。 如果电源电流的变化范围比本例中所需的范围（3.0V 至 3.6V）更宽，则首选串联电流基准。
示例 2：低电流、负载变化
本例与例1类似电阻的串联和并联教学视频，但技术指标略有变化。 与 1μA 的固定负载不同，本例中的负载周期性地汲取电压，在 99ms 的周期内汲取 1μA，在 1ms 的周期内汲取 1mA：
电压最大值=3.6V
电压最小值=3.0V
参考电压=2.5V
ILMAX=1mA（1%的时间）
ILMIN=1μA（99% 的时间）
我们考虑相同的两个组件：
系列电流基准
IQ=5.75μA
=(VMAX-VREF)ILMAX+(VMAX×IQ)
(1mAIL)=(3.6V-2.5V)1mA+(3.6V×5.75μA)
=1.12mW（1%的时间）
(1μAIL)=(3.6V-2.5V)1μA+(3.6Vx5.75μA)
=21.8μW（99% 的时间）
平均帧率=1.12mW×1%+21.8μW×99%=32.78μW
并联电流基准
IMO=1μA
R1=(VMIN-VREF)/(IMO+ILMAX)
R1=(3.0V-2.5V)/(1μA+1mA)=499Ω
对于 ILOAD=1mA：
=(VMAX-VREF)²/R1
=(3.6V-2.5V)²/499Ω=2.42mW（1%的时间）
=VREF(IMO+I_R1-IL)
=2.5V(1μA+1mA-1mA)=2.5μW(1%的时间)
对于 ILOAD=1μA：
=(VMAX-VREF)²/R1
=(3.6V-2.5V)²/499Ω=2.42mW（99%的时间）
=VREF(IMO+I_R1-IL)
=2.5V(1μA+1mA-1μA)=2.5mW（99%的时间）
平均帧率=2.42mW×1%+2.5μW×1%+2.42mW×99%+2.5mW×99%=4.895mW。
从上面的例子可以看出，并联电流基准的帧率超过了串联电流基准的100倍。 对于负载电压在较宽范围内变化的应用，串联电流基准是更好的选择。
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