18. Источник опорного напряжения (ион)

базовый электронный узел, поддерживающий на своём выходе высокостабильное постоянное электрическое напряжение. ИОН применяются для задания величины выходного напряжения стабилизированных источников электропитания, шкал цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей, режимов работы аналоговых и цифровых интегральных схем и систем, и как эталоны напряжения в составе измерительных приборов. Точность и стабильность этих устройств определяются, точностными параметрами используемых в них ИОН.

Основная функция ИОН — генерация заведомо известного напряжения — определяет его главные характеристики: «точность» и «стабильность». Эти понятия, а также понятия «ошибки», «дрейфa» и «шума», определяются в разных отраслях по-разному: метрологи, конструкторы измерительных приборов и конструкторы обычных, не прецизионных, электронных устройств выдвигают к ИОН сходные, но не совпадающие требования. 

Современная микросхема памяти содержит целый набор встроенных источников и стабилизаторов (регуляторов) опорного напряжения. Большинство микросхем памяти работают при пониженном напряжении питания, задаемом встроенным ИОН и стабилизируемым мощным стабилизатором. Понижение питающих напряжений нужно, прежде всего, для того, чтобы избежать пробоя транзисторов, изготовленых по субмикронным технологиям. Вторая сфера применения ИОН — задание порогового напряжения для дифференциальных усилителей считывания, применяемых в ИС памяти ёмкостью свыше 1 МБит.

Рис. ИОН на комплементарных МДП-транзисторах микросхем памяти.

19. Источник тока (также генератор тока)

двухполюсник, который создаёт ток  , не зависящий от сопротивления нагрузки, к которой он присоединён.

Источники стабильного тока применяются, когда нужно обеспечить заданный ток вне зависимости от напряжения и сопротивления нагрузки. Источник (генератор) тока обладает большим дифференциальным сопротивлением. Это означает, что сила тока через генератор тока в рабочем режиме мало зависит от напряжения на нем. В идеале дифференциальное сопротивление источника тока должно быть равно бесконечности, то есть ток не должен зависеть от напряжения. Реальные источники тока обладают дифференциальным сопротивлением от 1 МОм.

Обозначают на схеме либо

Идеальный источник тока

Напряжение на клеммах идеального источника тока зависит только от сопротивления внешней цепи:

Мощность, отдаваемая источником тока в сеть, равна:

Так как для источника тока  , напряжение и мощность, выделяемая им, неограниченно растут при росте сопротивления.

Реальный источник тока

Реальный источник тока, так же как и источник ЭДС, в линейном приближении может быть описан таким параметром, как внутреннее сопротивление  . Отличие состоит в том, что чем больше внутреннее сопротивление, тем ближе источник тока к идеальному (источник ЭДС, наоборот, чем ближе к идеальному, тем меньше его внутреннее сопротивление). Реальный источник тока с внутренним сопротивлением   эквивалентен реальному источнику ЭДС, имеющему внутреннее сопротивление   и ЭДС  .

Напряжение на клеммах реального источника тока равно:

Сила тока в цепи равна:

Мощность, отдаваемая реальным источником тока в сеть, равна:

Рисунок 3 — Генератор тока типа токовое зеркало, собранный на биполярных транзисторах

Применение

Источники тока широко используются в аналоговой схемотехнике (питания измерительных мостов, для питания каскадов дифференциальных усилителей, в частности ОУ).

Концепция генератора тока используется для представления реальных электронных компонентов в виде эквивалентных схем. Для описания активных элементов для них вводятся эквивалентные схемы, содержащие управляемые генераторы:

Источник тока, управляемый напряжением (сокращенно ИТУН). Применяется в основном для полевых транзисторов и электронных ламп.

Источник тока, управляемый током (сокращенно ИТУТ). Применяется, как правило, для биполярных транзисторов.