Hvad er et aktuelt spejl?
Et strømspejl er en type elektrisk kredsløbskonstruktion, hvor strømstrømmen i et afsnit af kredsløbet bruges til at regulere strømstrømmen i andre sektioner, så udgangen fra to eller flere regioner spejler hinanden i værdi. Aktuelle spejlkredsløb er normalt designet med bi-polære forbindelsestransistorer (BJT), såsom NPN-transistoren, hvor en positivt dopet (P-dopet) halvlederbase er klemt ind mellem to negativt dopede (N-dopede) siliciumlag. Disse transistorer er specifikt designet til at forstærke eller skifte strøm. I nogle aktuelle spejldesignspecifikationer kan NPN-transistoren fungere som en inverterende strømforstærker, der vender strømretningen, eller den kan regulere en varierende pulsstrøm gennem forstærkning for at skabe output spejlegenskaber.
Brugen af et transistorstrømspejl er blevet en grundlæggende komponent i analoge kredsløbskonstruktioner, og normalt er der mere end et strømspejl til stede i et kredsløb. De kan bruges til at producere en meget lavere niveau udgangsstrøm end hvad der blev input, eller i tilfælde, hvor et Wilson-spejl bruges, producere et øget output modstandsniveau ved at skabe positive feedback-løkker i kredsløbet. I sin grundlæggende form fungerer et strømspejlekredsløb som en form for strømregulator, der er i stand til at afbalancere udgangsstrømværdier uanset indgangsbelastning eller modstandsniveauer over et specificeret driftsområde for kredsløbet.
En af grundene til, at bi-polære forbindelsestransistorer bruges til den nuværende spejldesign, skyldes det faktum, at basisemitteren, eller PN-delen, af transistoren fungerer pålideligt som en diode. Dioder regulerer både mængden af strøm, der går såvel som spændingsfaldet for den aktuelle strøm. I de fleste kredsløb matcher diodestrømmen så tæt den med udgangsstrømmen for transistorer i strømspejle, at reduktion af modstanden, som en diode oplever, kan bruges som en præcis beregning til at bestemme stigningen i spændingsfald over PN-emitterforbindelsen til transistorer. Dette betyder, at kollektorstrømmen for indgangsværdier på transistorer også har en direkte spejlkvalitet for diodestrømme inden for det samme kredsløb.
For at udgangsstrømmen skal være konstant, skal temperaturen på alle NPN-transistorer imidlertid også i et strømspejl forblive på et konstant niveau. Dette styres i kredsløbskonstruktion ved fysisk limning af alle de nuværende spejltransistorer sammen eller placering af dem tæt på en integreret kredsløb (IC) -chip, så de deler en fælles temperatur. På trods af denne designbegrænsning er en strømspejlsforstærker eller synkekonfiguration fælles for mange kredsløb som en form for regulator, som også kunne udføres af modstande i kredsløbet. Dette skyldes, at det er lettere at fremstille transistorer på siliciumoverfladen i integrerede kredsløb end det er at ætses modstandskomponenter på dem.