лекции / электронные лекции / 1.4.3.3

1. Источник тока с уменьшенным значением выходного тока

Ещё один способ получения выходного тока, кратного управляющему, состоит во включении дополнительного резистора в цепь эмиттера выходного транзистора.

Рис. 1 Схема источника тока с уменьшенным значением выходного тока

Найдем отношение токов коллектора для этой схемы См. Рис. 1

Найдем отношение токов коллектора:

; или в другом виде

Ф. 1

Таким образом управляющий ток и выходной ток связаны соотношением:

Ф. 2

По этой формуле, зная необходимое значение выходного тока можно рассчитать значение сопротивления R_Э2.

Т.о. введение резистора в цепь эмиттера позволяет получить малые значения выходного тока. Это очень важно, т.к. во многих интегральных схемах требуются токи порядка микроампер или меньше. И если использовать схему простого токового зеркала, то в качестве управляющего сопротивления необходимо применять мегаомные сопротивления, изготовление которых в полупроводниковых интегральных схемах невозможно или сопряжено с определенными трудностями.

Кроме уменьшения значения выходного тока при неизменном управляющем токе, введение резистора в цепь эмиттера изменяет в лучшую сторону значение выходной проводимости.

Для расчета выходной проводимости g₀ для этой схемы источника тока необходимо записать полное уравнение для выходной проводимости транзистора (стр.564, Соклоф «АИС»).

Для этой схемы I_К=I_ВЫХ, Z_Э=R_Э2, Z_Б -динамическое сопротивление относительно базы VT2, состоящее из параллельно включенного сопротивления R_УПР и динамического сопротивления транзистора VT1 в диодном включении. Сопротивление транзистора в диодном включении определяется по формуле:

Т.к. r_а<<R_УПР, то . И с учетом того, что и выражение для выходной проводимости примет вид

Произведя замену в соответствии с Ф. 1:

и с учетом того, что, получим следующее выражение для выходной динамической проводимости:

Ф. 3

Найдем относительное изменение выходного тока в % по формуле:

и если сравнить полученное выражение с аналогичной формулой для простого токового зеркала (см. Error: Reference source not found), то видно, что введение резистора в цепь эмиттера уменьшает относительное изменение выходного тока в раз.

Найдем коэффициент влияния источника питания для данной схемы. Нам известно следующее выражение связывающее выходной и управляющий ток:

Возьмем производную управляющего тока по выходному току:

Произведя замену с учетом Ф. 1 получим следующее выражение производной выходного тока:

Или в другом виде:

Разделив левую и правую часть на I_ВЫХ, а затем умножив на I_УПР получим следующее выражение:

Разделив левую и правую часть на U_ПИТ получим выражение для К_ВИП:

Т.о. К_ВИП данной схемы меньше К_ВИП.ТЗ в раз.