什么是当前的镜子:电路及其工作

用于设计单片机集成电路,最流行的技术是目前使用的镜子。因此,在这种方法中,电路的设计可以将电流从一个高能器件复制到另一个,包括电流控制的特性。在这里,电流可以以反相的形式从一个器件复制到另一个器件。一旦在第一个有源器件内的电流流被改变,那么从另一个有源器件反射的输出电流也将改变。因此,电流镜像电路通常被称为CCCS(电流控制电流源)。本文综述了电流镜像电路及其工作原理。

什么是当前的镜子?

该电路用来复制一个有源器件中的电流流,并通过保持输出电流稳定而不是负载来控制另一个器件中的电流流,这被称为电流镜。理论上,完美电流镜是一种反相电流放大器。该放大器的主要功能是反转电流流动的方向。当前镜像的主要功能是提供有源负载以及电路的偏置电流,也用于形成更实用的电流源。


电流镜电路

一般来说,电流反射电路的设计主要有两种晶体管即使FETs等其他设备也在使用。其中一些电路可以利用上述两个晶体管来提高性能电平。顾名思义,它在一个活动设备中复制电流流,而在另一个活动设备中,它保持输出电流稳定,而不是加载。复制的电流是恒流。

电流镜电路
电流镜电路

电流镜电路图如下图所示。这个电路可以由两个晶体管组成,其中一个晶体管的基极和集电极连接,而另一个则不连接。在该电路中,晶体管的两个基极都相连,而晶体管的发射极都与地相连。在这种电路中,两个晶体管的工作原理相似。

在电路操作中,第一晶体管(TR1)的基极-发射极作为二极管工作,因为集电极和基极连接在一起。

流向三极管的电流通过其他外部设置组件因此,在第一个晶体管的BE结上发展出一个规定的电压。当这两个晶体管上的BE电压相等时,一个晶体管内的电流将准确地反映第二个晶体管。因此,流入第一个晶体管的电流会反射到第二个晶体管,从而进入R1负载。


威尔逊电流镜

电流镜像电路的变化被称为威尔逊电流镜像电路,因为这个晶体管包括另一个类似晶体管的TR3。下面是威尔逊电流镜的电路图。在电路中,TR3晶体管使第一个晶体管(TR1)的集电极端保持与位于Vcc下的两个二极管相等的电压。

威尔逊电路
威尔逊电路

该电路克服了早期效应,特别适用于集成电路集成电路。不同的组件只能在电路设计中使用。它们允许无偏电流流入电路,例如差分对,这使得它们的功能进一步增强。考虑到所需的额外数量,这些镜子没有广泛使用外部IC技术,但是,在IC中使用的分立形式和曾经使用的原理是相似的。

当前反射镜的局限性

用上面讨论过的两个晶体管组成的电流镜像电路,通常对于大多数应用来说已经足够了。但在以下几个条件下,它也有一些限制。

电流随输出电压的变化而变化

由于o/p输出阻抗不是无限制的,所以当输出电压发生变化时,电流的流动也会发生变化;在TR2晶体管中,在规定的电流下,通过集电极电压有一个微小的Vbe差异。通常在输出顺应范围的25%时,电流会发生变化。

电流匹配取决于晶体管匹配

电流的匹配主要取决于晶体管匹配。通常,如果它们精确地反射电流,则晶体管需要在类似的基板上。可以通过使用先进的电流镜像电路来解决这些问题。

采用MOSFET的电流镜像电路

这种电流镜像电路可以用两种方式实现场效应晶体管晶体管。该电路工作类似于先前讨论的镜子电路。使用MOSFET的电流镜电路如下所示。在下面的电路中,两个MOSFET被认为是M1和M2。

采用MOSFET的电流镜像电路
采用MOSFET的电流镜像电路

由于VDS≤VGS,第一类MOSFET M1处于饱和区域,而如果输出电压高于饱和电压,则第二类MOSFET M2处于饱和区域。因此,第一个MOSFET的输入电流可以控制第二个MOSFET的o/p电流。
MOSFET的功能是,晶体管的漏极电流复制G到S和D到G电压的功能。因此,通过使用下面的函数,公式可以写成。

D= f (VGS, VDG)

因此,M1输入电流可以镜像到漏极电流。输入电流可以通过偏置电阻提供。如果M1的VDG为0,则M1的漏极电流为

D= f (VGS, VDG= 0)

因此,f (VGS, 0) = I所以我将修复VGS值。可以在第二MOSFET上反射相同的VG。

= f (VGS, VDG= 0)是真的。

所以o/p电流可以像i/p电流一样被镜像,=

此外,可以像V一样引入VDSDS= VDG+ V.GS。通过改变这一点,Shichman-Hodges模型给出了估计的答案f (VGS, VDG)。所以可以像以下一样表达此函数。

D= f (VGS, VDG)

D=½Kp (W/L) (VGS-vt.h)2(1 +λvDS)

D=½Kp (W/L) (VGS-vt.h)2(1 +λ(vDG+ V.GS))

输出电阻受到限制时计算o/p电阻

R= (1/ λ) +VDS)/一世D如R = V/I

从上面的等式,

在“KP是一个晶体管技术相关的常数

'w / l'是宽度和长度的比率

'λ'主要用于通道长度的调制常数。

“VGS是门源电压

“Vth”是阈值电压

“VDS'是漏源电压

当VDG = 0且MOSFET电阻很高时,顺应电压,电流镜像工作在较小的o/p电压范围内。这个电压可以通过推导情况来测量。

V简历= VGS(我D一台电视DG= 0)

否则,f-1(我D)一旦VDG= 0

规范

电流镜电路的表征可以通过以下规范来完成。

当前的转移率

电流镜像电路是用来将一个有源器件的输入电流复制到其他有源器件的输出电流。这种电路也被称为理想的电流放大器,包括可以翻转电流流向的反相设计。因此,电流传递比是电流放大器的一个重要因素。

交流输出电阻

根据欧姆定律,电阻包括一个VI关系。因此,AC o/p电阻在输出电流相对于电压变化的稳定性中起着关键作用。

电压降

工作镜电路在输出端的压降较小。这个电路可以工作的电压范围称为顺应范围,在这个顺应范围内从最低到最高的电压称为顺应电压。最小的电压是维持晶体管活性所必需的,所以最小的电压主要取决于晶体管的规格。

因此,这是关于电流镜像电路的概述,就像电流镜像电路的工作和应用一样。

使用BJT的电流镜像电路

电流镜电路使用以下是如下所示。假设这些晶体管相等,因此晶体管操作温度以及器件参数都是相似的。由于VBE(基极发射极电压)对于这些晶体管相同,因此一旦忽略了基本电流,就可以在Q2晶体管上镜像Q1晶体管的IC1(参考电流)。这允许我们通过简单地修改R1来修改VC2电压而不断地修改IC2。

使用BJT的电流镜像电路
使用BJT的电流镜像电路

C1= VCC-0.7 v / R1

如果两个碱性电流都像IB1&我B2使用,那么

C2=C1/(1 +(2 /β))

实际上,IC2并不完全独立于VC2,因为由于早期效应,' Q2 '晶体管的输出电阻有限。因此,可以发现IC2通过VC2轻微放大。
与VC2相比,IC2的性能可以用早期电压相似来解释

C2=是eVBe2 /VT(1 + VCE2/ V一个)

由上式可知,VA为早期电压。因此,当前镜像的o/p电阻可以写成

Ro = V一个/一世C2

最后,BJTs应该处于主动模式,以相应地工作当前的镜像。

因此,这就是一切当前镜像的概述电路及其使用BJTS,MOSFET,规格等工作。这是一个问题,目前镜像电路的应用是什么?

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