ВІДБИВАЧІ СТРУМУ З ВИСОКИМ І НАДВИСОКИМ ВИХІДНИМ ОПОРОМ НА БІПОЛЯРНИХ ТРАНЗИСТОРАХ

  • О. Д. Азаров Вінницький національний технічний університет
  • Р. М. Медяний Вінницький національний технічний університет
  • А. С. Фігас Вінницький національний технічний університет
Ключові слова: відбивач струму, струм, напруга, вихідний опір, коефіцієнт передачі

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 rвих, 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 rвих, 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 rвих, побудованого із застосуванням композиції інтегральних транзисторів n-p-n і p-n-p провідності. Надано рекомендації щодо побудови ВС з високим і надвисоким rвих, що дає можливість використовувати їх в багатоканальних аналого-цифрових перетворювачах. Здійснено порівняльний аналіз деяких варіантів реалізації ВС з високим і надвисоким rвих.

Біографії авторів

О. Д. Азаров, Вінницький національний технічний університет

д-р. техн. наук, професор, декан факультету інформаційних технологій та комп’ютерної інженерії

Р. М. Медяний, Вінницький національний технічний університет

аспірант кафедри обчислювальної техніки

А. С. Фігас, Вінницький національний технічний університет

студентка факультету інформаційних технологій та комп’ютерної інженерії

Посилання

О. Д. Азаров, та С. В. Богомолов, Основи теорії високолінійних аналогових пристроїв на базі двотактних підсилювальних схем. Вінниця,Україна: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2013, 142 с.

У. Титце, и К. Шенк, Полупроводниковая схемотехника, Т. II, 12-е изд. Москва, Россия: ДМК Пресс, 2007.

Исследование источников тока на биполярных транзисторах, Раздел 2.3 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ikit.edu.sfu-kras.ru/CP_Electronics/pages/mm/2_3/index.html. Дата обращения: Янв. 19, 2019.

О. Д. Азаров, та В. Є. Яцик, «Методи покращення статичних характеристик відбивачів струму,» Інформаційні технології та комп’ютерна інженерія, № 1, 2012.

О. Д. Азаров, В. А. Гарнага, та В. Є. Яцик, «Відбивачі струму для аналогових пристроїв із покращеними статичними і динамічними характеристиками,» Інформаційні технології та комп’ютерна інженерія, № 2, 2012.

О. Д. Азаров, М. Ю. Теплицький, та В. Є. Яцик, «Спеціалізовані відбивачі струму з парафазними входами для двотактних підсилювальних схем,» Інформаційні технології та комп’ютерна інженерія, № 1, 2013.

О. Д. Азаров, та М. Р. Обертюх, «Високолінійні спеціалізовані струмові дзеркала з давачами рівня сигналу,» Інформаційні технології та комп’ютерна інженерія, № 3 (40), с. 30-36, 2017.

A. B. Grebene, Bipolar and MOS analog integrated circuit design, New Jersey, John Wiley & Sons Technology & Industrial Arts, 2002, 912 p.

А. Б. Гребен, Проектирование аналоговых интегральных схем. Москва: Энергия, 1976, 256 с.

О. Д. Азаров, В. А. Гарнага, та В. Є. Яцик, «Аналіз статичних характеристик біполярних транзисторів з використанням керованих і функціональних генераторів струму,» Проблеми інформатизації та управління, № 1 (37), с. 5-12, 2012.

М. А. Амелина, и С. А. Амелин, Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap. Версия 9, 10, Смоленск, Россия: Смоленский филиал НИУ МЭИ, 2013, 618 с.

Опубліковано
2019-02-28
Як цитувати
[1]
О. Азаров, Р. Медяний, і А. Фігас, ВІДБИВАЧІ СТРУМУ З ВИСОКИМ І НАДВИСОКИМ ВИХІДНИМ ОПОРОМ НА БІПОЛЯРНИХ ТРАНЗИСТОРАХ, Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 1, с. 58-64, Лют 2019.
Номер
Розділ
Інформаційні технології та комп'ютерна техніка

Найчитабильні статті цього ж автора(ів)