在電子電路設計領域，電流檢測是一項至關重要的技術，其準確性和可靠性直接影響著整個系統(tǒng)的性能。今天，我們將深入探討來自德州儀器技術文檔 ZHCABK5 中的電流檢測電路，特別是采樣電阻 Rshunt 量程切換電路的設計。
該電路采用 INA190 進行高端電流采樣，并配備了兩顆采樣電阻 Rshunt1 和 Rshunt2。當處于小電流工作狀態(tài)時，PMOS 截止，INA190 會對 Rshunt1 和 Rshunt2 兩個電阻上的壓降進行采樣。而在大電流情況下，PMOS 導通，將 Rshunt1 短路，此時 INA190 僅采樣 Rshunt2 兩端的壓降，并且 MOS 的導通電阻可忽略不計。

此電路有兩個值得深入學習和討論的關鍵要點。其一，三極管驅(qū)動 PMOS 時為何不采用電阻分壓的方式，而是使用穩(wěn)壓管作為分壓元件呢？通常，我們常見的三極管控 PMOS 電阻分壓原理圖是通過電阻來實現(xiàn)分壓驅(qū)動的。但在本電路中使用穩(wěn)壓管分壓，很可能是為了加快 PMOS 的導通速度。因為若采用電阻分壓驅(qū)動 PMOS，電阻會限制 Cgs 的充電速度，進而導致 PMOS 開啟相對較慢。從簡化的電路中可以清晰地看到，使用穩(wěn)壓管作為驅(qū)動，能夠使電容 Cgs 兩端電壓爬升得更快。






其二，PMOS 的畫法與常規(guī)畫法不同，它是漏極接 VCC，源極接負載，這種接法是否能夠?qū)崿F(xiàn)有效控制呢？答案是肯定的。只要確保被并聯(lián)的電阻兩端電壓不超過寄生二極管的壓降（如 TI 文檔中 Rshunt1 的兩端電壓最大為 0.1V），Rshunt1 的兩端壓降就不足以使 PMOS 的寄生二極管導通，因此其控制邏輯與常規(guī)用法相同。而且，這種用法在其他一些量程切換電路中也多次出現(xiàn)。那么，這種用法相較于常規(guī)用法有何優(yōu)勢呢？有網(wǎng)友認為，這種用法可以利用 PMOS 的寄生二極管鉗位來保護 Rshunt1 采樣電阻，防止在電流過流而 PMOS 還未導通時，燒壞電流采樣電阻。這種說法具有一定的合理性，類似的二極管鉗位保護在胡博的丐中丐電流源中也有應用，不過那里使用的是外置二極管。