工业上完成对温度、压力、速度等物理量采集后,通常将检测工艺参数转换为标准模拟量电信号进行传输。模拟电信号的通信方式有两种,分别为电压信号和电流信号。电压信号在远距离传输过程容易受到外部嘈杂环境的干扰以及发射机输出端、传输线和负载存在的寄生电阻会导致电压信号产生损耗,从而引起信号失真。因为大多数工业变频器和过程控制器的输出信号都是电压形式,为了避免上述问题,通常利用电流发送器将电压信号转换成电流信号后进行信号传输。本文基于对电流发送器基本原理的深入研究,设计了一款基于Bipolar工艺、用于远距离传输的高性能、低功耗的电流发送器。给出了电流发送器的系统架构,该系统包含稳压电路、偏置电路、电流源电路以及三个差分运放模块。重点设计了稳压电路、偏置电路以及电流源电路,其中,稳压电路采用了Widlar带隙基准结构提高了电压的稳定性;偏置电路采用了温度补偿结构和射极电压跟随器作为输出级提高了输出的精度;电流源电路采用温度补偿和反馈控制环路提高了电流源的精度和稳定性。仿真结果表明,各个模块的电路设计均满足设计指标。在此基础上,完成了电流发送器系统晶体管级电路设计及版图绘制,并通过了DRC和LVS验证。最后,基于Calibre PEX提取包含寄生参数的网表文件,对关键模块和系统电路进行后仿真验证。仿真结果表明,在电源供电电压范围为15~36V,工作温度范围为-40~85℃条件下,稳压电路能够产生5.1V的恒定电压,精度误差小于0.78%。偏置电路产生4.1V和1.25V的偏置电压,精度误差分别小于0.87%和0.88%。高精度电流源能够产生250μA、250μA和100μA的电流,精度误差分别小于0.48%,0.54%,0.90%。电流发送器能够实现电压-电流转换,把0~10V的输入电压线性转换为4~20mA的输出电流,输出电流范围最大误差为0.58%,零输入输出电流误差最大为37.78μA,满足设计指标。