Sursa (Oglinda) de Curent [PDF]

Zitiervorschau

Sursa (oglinda) de curent simplă  Este cea mai simplă sursă de curent și cea mai convenabilă pentru circuitele integrate analogice. Se obține din sursa de curent standard la care R1 = R2 = 0.

5/24/2010

Circuite integrate analogice

1

Schema sursei de curent simple + Vcc RB

Iref Iout

Ic2 T2 IB2

5/24/2010

IB1

T1

Circuite integrate analogice

2

Pe bucla care include joncțiunile emitoare ale celor două tranzistoare putem scrie: U BE1  U BE 2

 I out   I ref    U T ln   U T ln    I I  c01   c02 

(1)

Considerând tranzistoarele T1 și T2 identice, Ic01 = Ic02, expresia anterioară devine: I out  I ref ,

(2)

deci circuitul este oglindă de curent. 5/24/2010

Circuite integrate analogice

3

Dacă ariile joncțiunilor emitoare nu sunt identice, atunci avem Ic01  Ic02. Din relația (1) rezultă:

I out I c01  I ref I c02

(3)

Raportul curenților Ic01 și Ic02 este dat de relația:

I c 01 A1  I c 02 A 2

(4)

în care A1 și A2 sunt ariile joncțiunilor emitoare ale celor două tranzistoare. 5/24/2010

Circuite integrate analogice

4

Din relațiile (3) și (4) rezultă:

I c 01 I c 01 A1   I c 02 I c 02 A 2

(5)

Pentru un curent Iref obișnuit se poate reaiza un raport Iout/Iref până la valoarea 5, deoarece în continuare aria tranzistorului T1 devine exagerată. Pe scheme raportul se marchează prin cifre în apropierea emitoarelor.

5/24/2010

Circuite integrate analogice

5

Chiar dacă tranzistoarele sunt identice, curenții nu vor fi în realitate egali din următoarele motive:  curenții de bază nu sunt neglijabili, în special la curenți de colector mici sau la tranzistoare pnp-lateral, care au factorii  mici. Acest lucru nu afectează totuși semnificativ egalitatea celor doi curenți.  factorii  ai celor două tranzistoare nu sunt egali datorită efectului Early de modelare a grosimii bazelor. Astfel, dacă două tranzistoare identice lucrează la tensiuni UCE diferite (de exemplu UCE2 < UCE1), atunci și factorii lor  vor fi diferiți (și anume 2 < 1). 5/24/2010

Circuite integrate analogice

6

În cazul oglinzii simple tranzistorul T2 lucrează foarte aproape de saturație, având UCE2 = UBE2  0,6 V UCE2 > UCE3 Efect Early 1 >  2 >  3 Observație: 2 și 3 sunt apropiate între ele deoarece tensiunile UCE2 și UCE1 sunt apropiate între ele. 5/24/2010

Circuite integrate analogice

14

Admițând că tranzistoarele T2 și T3 au curenți de bază egali cu IB se obțin relațiile următoare: I out

3  2  1 IB 1  1

(1)

I ref

 3  2  I B    2  1  1  

(2)

Din relațiile (1) și (2) rezultă: I out 1 3  21 1 3  3    I ref 1 2   2   3  2 1 2  2 5/24/2010

Circuite integrate analogice

(3)

15

Ținând cont de faptul că 2 și 3 sunt apropiate între ele rezultă un raport Iout/Iref foarte apropiat de 1 ( 0,95). Rezistențele RE din emitoarele tranzistoarelor T2 și T3 conduc la creșterea rezistenței de ieșire a oglinzii de curent.

5/24/2010

Circuite integrate analogice

16