Cómo cambiar entre fuentes de corriente precisas

Me gustaría cambiar entre dos cargas de resistencia para cambiar un valor de fuente actual. La forma actual en que lo estoy haciendo es con algo como esto:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Donde M1 y M4 son MOSFET de Rds (activados) bajos (< 10 mΩ) a 8,5 V Vgs.

¿Hay una mejor manera de hacer esto? Cambiar Vref cambia el cumplimiento de la fuente actual, por lo que sería mejor cambiar la resistencia. Desafortunadamente, el valor de las resistencias (el término de error dominante aquí) se conoce en 0,1 %, por lo que M1 debe ser < 0,1 % de R1 (o <10 mΩ), y estos MOSFET son un poco caros.

Supongo que un interruptor "real" no funcionaría. ("real" como en interruptor de palanca, relé, giratorio u otro tipo de interruptor mecánico).
Tenía la esperanza de hacer esto electrónicamente. Voy a revisar algunos relés: aunque estoy un poco preocupado por la resistencia allí, no estoy seguro de que sea lo suficientemente baja.
Suponiendo resistencias de precisión, ¿no puede excluir los mosfets de su ruta de sentido? ¿Y qué criterios importantes está considerando con respecto al opamp?
@jonk: He pensado en eso, pero creo que necesitaría dos fets por resistencia (más al menos dos fets de conducción). Sin embargo, no necesitarían tener una resistencia tan baja, así que tal vez esto funcione.
@jonk: el criterio importante del amplificador operacional es prácticamente solo el voltaje de compensación (aunque la compensación general se puede modificar, por lo que solo el coeficiente de temperatura) y el ruido. El ruido de voltaje no debería ser un problema demasiado grande (muv bajo para CC, además de un voltio es ppm, por lo que no es una preocupación), y es probable que el ruido de corriente tampoco sea importante (nA en la parte superior de un mA no es una preocupación). El ruido en el amplificador del instrumento que lee esto es un problema mucho mayor. Allí, el ruido de fondo de cualquier amplificador de instrumento disponible es de ~0,5 µVp-p, lo que establece el suelo de medición del amplificador de instrumento.
Mi cerebro está en otra parte en este momento y el diseño tosco que tengo en mente probablemente no valga la pena compartirlo como respuesta. Utiliza dos amplificadores operacionales, con una entrada (+) a un lado de un R de precisión y con la entrada (+) del otro amplificador operacional al otro lado del mismo R. Una de las salidas del amplificador operacional impulsa la entrada (-) de el otro. Y hay más Puede ser una matanza excesiva. Ahora mismo no tengo tiempo para jugar más con él.
@jonk: Ah. Me tienes intrigado, pero no estoy seguro de a dónde vas en este momento.
Comencé con un transistor de fuente de lado alto que abastecía a través de una R de precisión y luego a la carga conectada a tierra. Una salida opamp impulsa el transistor fuente, con su entrada (+) al nodo compartida por la precisión R y la carga. La salida de otro opamp impulsa su entrada (-) y un divisor de resistencia (emparejado, pero no de precisión), cuyo nodo central impulsa la entrada (+) de un tercer opamp. La entrada (+) de este segundo amplificador operacional proviene del otro lado de la resistencia de precisión, pero su entrada (-) proviene de la salida de ese tercer amplificador operacional... y ahora puede ver por qué no quiero publicarlo ..
Lo haré si insistes. Pero es solo fuerza bruta. Además, no he tenido en cuenta las cosas y no estoy seguro de que realmente sea útil aquí. Lástima que no puedo usar el editor de esquemas aquí en los comentarios.

Respuestas (1)

Estás haciendo tu vida innecesariamente difícil. En lugar de cambiar ambas resistencias de detección,

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Además, debe observar detenidamente la clasificación Rds(on) de su MOSFET. Por lo general, la clasificación se da a grandes corrientes. Dado que solo está tratando con 100 mA como máximo, probablemente pueda salirse con la suya con un FET más barato.

¿Alguna buena recomendación para los FET? Tengo problemas para encontrarlos (hay tantos) y con frecuencia solo especifican Rds (activado) para una corriente en las búsquedas paramétricas de Mouser y Digikey.
Lo sentimos, este no es un sitio de recomendaciones de compra. Elija un fabricante y comience a profundizar.
@AndrewSpott no mire Rds_on para el valor "actual", Rds_on es impulsado por el valor de Vgs, la corriente a través de la fuente de drenaje se proporciona como la "salida" para una cierta combinación de Vgs y Rds_on.
@KyranF: puede tener diferentes corrientes y Rds (encendido) con los mismos Vgs: vea mouser.com/ds/2/302/BUK7K8R7-40E-840659.pdf por ejemplo.
Además, @WhatRoughBeast: su solución también pierde precisión. El error de las resistencias ahora aumenta (aproximadamente por un factor de dos...), a menos que quiera comprar resistencias de 0,05 % (que son mucho más caras)
@AndrewSpott si se refiere a la figura 7, creo que lo está leyendo mal: el valor de Vgs esencialmente controla Rds_on, y para un Vds dado, obtiene los valores actuales que se muestran. Si está hablando de la Figura 11, entonces probablemente sea más un problema de la física de las capacidades de transporte de electrones y el cuello de botella del material (y el aumento de la resistencia) a corrientes Id altas ... El rango operativo en el que los usa probablemente Sin embargo, no se acercará a estos problemas.
@AndrewSpott R1 y R2 en su diagrama tienen esencialmente la misma tolerancia (como dentro del 10%, ¡eso es igual a la ingeniería!) que R1 y R2 en esta respuesta para la misma precisión actual. Si piensas diferente, entonces necesitas entender por qué piensas eso y trabajar en ello hasta que entiendas este comentario.
@Neil_UK: Sí, hice los cálculos y me equivoqué, resulta que en realidad es menos, aunque eso me sorprende.