Базовые схемы источников тока

Однако в ИС, рассмотренный способ использовать сложно, так как нельзя выполнить точное равенство , поэтому базовая схема интегрального источника тока выглядит следующим образом:

Рис. 29. Базовая схема интегрального источника тока

Если считать, VТ₁ и VТ₂ взаимосогласованными, то

,	(48)
	(49)
	(50)

Из этого следует, что I_д = I_н и схема тоже является зеркалом тока.

,

(51)

Поэтому переход база-коллектор транзистора VТ₁ закрыт, и VТ₁ всегда в активном режиме, поэтому для точки А и справедливы вышеуказанные уравнения.

В ИС часто используется аналогичная схема на многоколлекторных транзисторах.

Рис. 30. Схема модификации

с многоколлекторным транзистором.

Основные модификации источников тока

Несмотря на простоту и высокую технологичность рассмотренные схемы не лишены недостатков:

1. Невысокие токостабилизирующие свойства за счет отсутствия отрицательной обратной связи по току.

2. Сложность регулировки соотношения I_н и I_д. Здесь это можно сделать только изменением геометрических размеров переходов, что не технологично.

Поэтому для исключения этих недостатков в цепь эмиттера транзисторов вводят резистор.

Рис. 31. Схема источника тока с резистором в цепи эмиттеров

Для того чтобы найти взаимосвязь токов, запишем напряжения на базах транзисторов VТ₁ и VТ₂ (напряжение должно быть одинаковым)

,

(52)

Так как , поэтому решим это уравнение относительноI_э2:

	(53)

Если транзисторы взаимосогласованные и изготовлены по групповой технологии, то , и если схема является зеркалом тока, тои

(54)

Как видно, в этой схеме появляется повышение температурной стабильности и появляется возможность регулировки соотношения токов за счет резисторов в цепи эмиттера. Схема очень широко применяется, но недостаток в том, что в ИС невозможно увеличить номиналы R_э2 и R_э1 больше 20 кОм.

Самым простым решением является вместо этих резисторов включить в цепь эмиттеров еще один источник тока (Рис.32).

Рис. 32. Источник тока с динамической нагрузкой

Здесь основной ГСТ – транзисторы VТ₁ и VТ₂, а VТ₃ и VТ₄ выполняют роль высокоомных динамических нагрузок.

Кроме того, широкое применение нашли источники тока, называемые двойным зеркалом тока.

Рис. 33. Двойное зеркало тока

Предположим, что в силу каких-то причин увеличился I_к(VТ₁), это могло быть вызвано увеличением I_н или изменением питания. Тогда увеличивается падение напряжения на резисторе R₁. Это приводит к уменьшению потенциала базы транзистора VТ₃, транзистор VТ₃ призакроется, его ток уменьшится, соответственно уменьшится итоже уменьшится и вернется в исходное состояние.

Эту схему называют двойным зеркалом тока, так как I_н отслеживается I_к(VТ₁) и I_э(VТ₁).

Контрольные вопросы

1. Принципы построения источников тока в схемотехнике ОУ.

2. Базовая схема интегрального источника тока.

3. Схема источника тока с резисторами в цепи эмиттеров.

4. Схема двойного зеркала тока.