Вопрос 13

Схемотехнические приемы создания формирователей тока на МДПТ точно такие же, как для ИБТ-схем. Значит, основной схемой ФТ должно быть токовое зеркало.

Ниже приведены примеры схем токовых зеркал на МДПТ, реализованных в соответствии с уравненим ВАХ транзистора в пологой области: если будут одинаковы напряжения U_ЗИ, то будут одинаковые токи. Масштабирование токов достигается соотношением ширин каналов транзисторов.

Формирователи тока на МДПТ.

Стабильность (идеальность ВАХ) МДПТ- ИТ опеспечивается стабильностью порогового напряжения, поэтому необходимо выполнять обязательное условие:

U_ПИ = 0 !!! +U

I₁ I₂=I₀ I₂

1/I₀(dI₀/dU₀)  2%

g_СИ = I_C/U_A

U_си=U_ЗИ-U_пор U_СИ

I₂/I₁ = W₂/W₁ U_пробоя

-U

Ниже показаны несколько схем формирователей тока на п- МДПТ.

I₁ I₀ +U I₀

-U I₀ U₀ -U

Точность составного источника тока (схема слева)1/I₀(dI₀/dU₀) = 0.002%.

g₀ = g_СИ 1 мкСм.

Наиболее часто используется формирователь тока на транзисторах обедненного типа как активная или токостабилизирующая нагрузка, этот вариант ИТ занимает самую малую площадь.

Вопрос 14

Источники напряжения. Источники напряжения (ИН) вырабатывают сигнал, не зависящий от величины выходного тока либо типа нагрузки. От источника напряжения требуется низкий выходной импеданс и стабильность:

ðU₀/ðT= 0, ðU₀/ðU_ИП=0.

В зависимости от преобладания определенных свойств данные схемы подразделяются на

а) источники напряжения с низким импедансом по переменному току,

б) источники опорного напряжения для схем пороговой логики (ЭСЛ), в схемах дифференциальных каскадов для общего смещения.

Основной элемент рассматриваемых схем - схема эмиттерного повторителя, ЭП.

Преобразование импеданса транзистором в схеме ЭП. +U

Пусть I₀ увеличивается на I₀ , в результате

ток базы увеличится на

dI_Б = dI_Э/(+1)=dI₀/(+1)  dI_БR_Б = dI₀R_Б/(+1) 

U_БЭ = U_Б - U_R, U_R, U_БЭ  f[ln(I_Д/I_Д0)] . U_Б R_Б U₀ I₀

возрастает U_БЭ  dU_БЭ = (dU_БЭ/dI_Э)dI_Э = r_БЭdI_Э 

 (_Т/I_Э)dI_Э  dU₀= -dI_БR_Б-dU_БЭ = -[dI₀R_Б/(+1) +(_T/I_Э)dI₀=

-dI₀[R_Б/(+1)+r_БЭ]

R_вых = -dU₀/dI₀ = R_Б/(+1)+r_БЭ

В реальном ИН есть зависимость номинала напряжения от температуры и изменений источника питания.

Примеры схем источников напряжения

U_ИП U_ИП

U_Н = U_ИПR2/(R1+R2)

U_см и U_н = f(U_ИП), т.к. I_R=f(U_ИП) R1 U_см I I

Z_вых = _T/I + R1R2/[(R1+R2)] A U_см

R2 Z_н U_H U_см=nU_Д

Z_вых=n_T/I

dU_см/dT=n *dU_БЭ/dT=-Z_H

В качестве генератора м.б.R

Если R>>Z_A.

U_см = U_БЭ(1+R1/R2) при  >>1,

R_вых = R1/+(R1+R2)/(g_mR2) = 50 - 200 Ом = dU_см/dI₀ = (R1+R2)/(1+g_mR2)=

=U_см/U_БЭ [R2/(1+g_mR2)]

при g_mR2 >> 1  R_вых = U_см/U_БЭ(1/g_m) = U_см/U_БЭ(_T/I_K), I

подбираем R1,R2 так, чтобы I_Б0.

Величина I = I_K + I_н . R1 U_см

R2

Использование формирователя тока на схеме токового зеркала для создании стабильного

смещения на входе источника опорного напряжения:

I₁I₂, U_К2=I₂R2=(R2/R3)U_БЭ. I₀

U_БЭ =U_БЭ1-U_БЭ2=_Tln(I₁/I₂),

d(U_БЭ/dT) = (_T/T)ln(I₁/I₂) > 0, a dU_БЭ/dT < 0.

Можно сделать ТКНU_оп  0

(R2/R3 =10  I₁/I₂  ТКН  0, U_оп  1,2 В ) I₁ R1 R2 U_оп

U_оп = U_БЭ3 + U_R2

U₂ Т3

U_оп = U_БЭ3 + (R2/R3)_T(lnI₁/I₂).

ТКН <0 >0

I₂ R3

Схемы сдвига уровня (высокий входной и низкий выходной импеданс).

U₂ = (U₁-nU_БЭ) U₁ U₂ = (U₁-U_БЭ)R2/(R1+R2) U₁

R_вых  (n+1)_T/I

R1

U₂

R2 U₂