I circuiti analogici tipicamente utilizzati per testare i componenti passivi come ad esempio le resistenze con tolleranza di precisione dello 0,1% o i Led bianchi a elevata intensità, hanno necessariamente bisogno di una corrente costante e stabile. Utilizzando due amplificatori operazionali e un riferimento di tensione si può realizzare un circuito capace di fornire una corrente stabilizzata nell’intervallo fra 0 e 0,99 A, nonché finemente regolata con granularità di 1 mA. Il circuito illustrato nella figura 1 mostra un pozzo di corrente in grado di erogare sul carico una corrente oltremodo insensibile alle fluttuazioni della tensione di alimentazione.
Fig. 1 - Un riferimento di tensione e due amplificatori operazionali stabilizzano la tensione sulla resistenza R5, la quale a sua volta fornisce una corrente stabile sul carico
L’integrato IC1 lavora come riferimento di tensione e fornisce 5 Vdc costanti consumando appena 500 µA dall’alimentazione, mentre l’integrato IC2 è un amplificatore operazionale quadruplo LM324 di National Semiconductor. L’inseguitore di tensione IC2A è, in pratica, un buffer che serve a separare il riferimento di tensione dal resto del circuito, migliorando ancor di più la stabilità funzionale del sistema.
La resistenza R2 e il potenziometro R3 costituiscono un divisore di tensione variabile che può ridurre il valore di riferimento di 5 V in un preciso valore compreso fra 0 e 3,26 V, mentre l’amplificatore a guadagno unitario IC2D comanda la base del Q1, un transistor di potenza in configurazione Darlington con guadagno in corrente di 750, attraverso la resistenza R4. Quest’ultima forma insieme al C5 un filtro passabasso che serve a prevenire le oscillazioni.
Invero, si può comandare il transistor Q1 con una corrente di base relativamente piccola, ma la capacità C4 posta fra collettore e base serve a garantire ulteriore stabilità per un più ampio intervallo di valori di corrente.
Configurato come inseguitore di emettitore il Q1 può pilotare i carichi sia passivi che attivi e, per esempio, sia i carichi resistivi che i gruppi di Led a elevata intensità. Poiché l’emettitore del transistor Q1 è connesso a massa attraverso la resistenza di potenza R5 da 3,3 Ohm, ne consegue che la tensione sul pin 14 dell’integrato IC2D stabilisce anche la tensione sopra questa resistenza R5, la quale fissa il valore della corrente sull’emettitore del Q1. L’elevato guadagno del transistor Q1 assicura che la corrente nel carico risulti sempre effettivamente la medesima corrente che esce dall’emettitore del Q1.