Материалы по всему курсу схемотехники (необработанное) (1.4.3.4 Токовое зеркало Уилсона)

Посмотреть архив целиком

Токовое зеркало Уилсона

Рис. 1 Схема токового зеркала Уилсона

Простое ТЗ обладает одним недостатком: выходной ток несколько изменяется при изменении выходного напряжения, т.е. выходное сопротивление схемы не бесконечно. Это связано с тем, что при заданном токе транзистора VT2 напряжение UБЭ (и, следовательно, ток коллектора) слегка меняется в зависимости от коллекторного напряжения (проявление эффекта Эрли).

Источник тока, представленный на Рис. 1 обеспечивает высокую степень постоянства выходного тока. VT1 и VT2 включены как в обычном ТЗ. Благодаря транзистору VT3 потенциал коллектора транзистора VT1 фиксирован и на удвоенную величину падения напряжения на диоде ниже, чем напряжение питания. Транзистор VT3 можно рассматривать как элемент, который передаёт ток в нагрузку.


Взаимная компенсация базовых токов. Для анализа будем считать все транзисторы идентичными. Запишем выражение для тока I3:

(*)

Ток I2 в свою очередь определяется из соотношения:

Ток коллектора VT2 равен току коллектора VT1 и определяется из соотношения:

Подставив в выражение (*) выражение для тока I2, а затем и выражение для тока Iк2 получим:

(**)

и в случае равенства базовые токи равны и предыдущее выражение примет вид:

Разбаланс токов из-за наличия напряжения смещения рассчитывается аналогично схеме простого токового зеркала:

Ф. 1

Расчет значения выходного тока для получения заданного тока.

Т.к. для токового зеркала Уилсона ток I3 = I1 и записав уравнения по 2-му закону Кирхгофа для цепи (U+)-(UR1)-(Uбэ3)-(Uбэ1)-(U-) получим следующее уравнение:

Определение выходной динамической проводимости

Выходная динамическая проводимость g0 определяется по формуле:

и показывает на сколько изменится выходной ток при изменении выходного напряжения на 1В. Понятно, что чем лучше источник тока, тем меньше проводимость и при идеальном источнике тока равна 0.

Для определения динамической выходной проводимости этой схемы представим динамическую проводимость между коллектором и эмиттером транзистора VT3 gКЭ в виде проводимости, внешней по отношению к транзистору. Считая, что выходное напряжение изменилось на величину UВЫХ, определим соответствующее изменение выходного тока IВЫХ. Тогда отношение IВЫХ к UВЫХ определит выходную проводимость g0.

Рис. 2 Динамическая выходная проводимость токового зеркала Уилсона

Изменение выходного тока IВЫХ, проходящего через VT2, вызовет равное изменение тока через VT1. Если считать, что ток питания I1 остается постоянным, то изменение базового тока транзистора VT3 равно -IВЫХ. Это изменение базового тока транзистора VT3 вызовет изменение тока коллектора на -IВЫХ.

Кроме того, изменение выходного напряжения UВЫХ повлечет за собой изменение тока через gКЭ на gКЭIВЫХ. Складывая токи на коллекторе VT3 получаем:

Приводя подобные члены при IВЫХ в левой части, получаем:

,

откуда динамическая проводимость равна:

Ф. 2

Выходная динамическая проводимость для токового зеркала Уилсона в (1+) раз меньше чем для схемы простого токового зеркала.



Случайные файлы

Файл
17228-1.rtf
ctgip.doc
64184.rtf
163373.rtf
111978.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.