ВІДБИВАЧІ СТРУМУ З ВИСОКИМ І НАДВИСОКИМ ВИХІДНИМ ОПОРОМ НА БІПОЛЯРНИХ ТРАНЗИСТОРАХ

Анотація

Відбивачі струму (ВС) або струмові дзеркала, побудовані на біполярних транзисторах, широко використовується в різноманітних електронних схемах, таких як: підсилювачі постійного струму, перетворювачах код-струм, аналого-цифрових перетворювачах, джерелах живлення та інших. Особливістю малопотужних біполярних транзисторів є можливість функціонувати в лінійному режимі за відносно невеликих робочих напруг на переходах колектор-емітер і бази емітер близько 0,7… 0,8 В зі струмами 0,1…10 мА. Запропоновано новий підхід побудови ВС з високим і надвисоким r_вих, що полягає у використанні композиції n-p-n і p-n-p транзисторів і дозволяє скомпенсувати змінення базового струму транзистора регулятора, який виникає внаслідок дії різноманітних чинників. Проаналізовано статичні характеристики схем відомих ВС, визначено їх недоліки і розглянуто шляхи їх усунення. Виведено аналітичні співвідношення для визначення вихідних опорів запропонованих схем ВС, зокрема, такої, в якій застосовується введення додатного зворотного зв’язку в колекторний контур транзистора регулятора. Здійснено комп’ютерне моделювання статичних характеристик для визначення адекватності отриманих математичних моделей шляхом порівняння отриманих результатів. Крім того, розглянуто побудову ВС з високим і надвисоким r_вих, що застосовуються для побудови перетворювачів аналогових сигналів. Розглянуто схеми відомих ВС (Відлара та Уілсона) та визначено недоліки таких схем. Виведено аналітичні співвідношення для розрахунків вихідних опорів. Також, отримано вирази для коефіцієнтів передачі струму і напруги, та наведено залежності, що демонструють роботу запропонованих відбивачів струму за різних струмів зміщення. Здійснено схемотехнічне моделювання наведених ВС з високим і надвисоким r_вих, побудованого із застосуванням композиції інтегральних транзисторів n-p-n і p-n-p провідності. Надано рекомендації щодо побудови ВС з високим і надвисоким r_вих, що дає можливість використовувати їх в багатоканальних аналого-цифрових перетворювачах. Здійснено порівняльний аналіз деяких варіантів реалізації ВС з високим і надвисоким r_вих.