Что такое текущее зеркало?

Зеркало тока представляет собой тип конструкции электрической схемы, в которой ток в одной секции схемы используется для регулирования тока в других секциях, так что выходные данные двух или более областей отражают друг друга по значению. Токовые зеркальные схемы обычно конструируются с биполярными переходными транзисторами (BJT), такими как NPN-транзистор, где положительно легированная (P-легированная) полупроводниковая база расположена между двумя отрицательно легированными (N-легированными) слоями кремния. Эти транзисторы специально предназначены для усиления или переключения тока. В некоторых технических характеристиках конструкции зеркал NPN-транзистор может действовать как усилитель инвертирующего тока, который изменяет направление тока, или он может регулировать переменный импульсный ток посредством усиления для создания свойств выходного зеркала.

Использование транзисторного токового зеркала стало основным компонентом конструкций аналоговых схем, и обычно в цепи присутствует более одного токового зеркала. Их можно использовать для создания выходного тока гораздо более низкого уровня, чем тот, который был на входе, или, в случае использования зеркала Уилсона, для создания повышенного уровня выходного сопротивления путем создания в цепи контуров положительной обратной связи. В своей базовой форме токовая зеркальная схема действует как форма регулятора тока, который способен балансировать значения выходного тока независимо от входной нагрузки или уровней сопротивления в указанном диапазоне работы схемы.

Одна из причин, по которой транзисторы с биполярным переходом используются для проектирования токовых зеркал, связана с тем фактом, что основа-эмиттер или PN-часть транзистора надежно функционирует подобно диоду. Диоды регулируют как величину тока, который проходит, так и прямое падение напряжения для этого тока. В большинстве цепей ток диода так близко соответствует выходному току для транзисторов в зеркалах тока, что уменьшение сопротивления, которое испытывает диод, может быть использовано в качестве точного расчета для определения увеличения падения напряжения на контакте эмиттеров PN. транзисторов. Это означает, что ток коллектора для входных значений на транзисторах также имеет прямое зеркальное отражение для токов диода в той же цепи.

Однако, чтобы выходной ток был постоянным, в токовом зеркале температура всех NPN-транзисторов также должна оставаться на постоянном уровне. Это контролируется в схемотехнике путем физического склеивания всех токовых зеркальных транзисторов или размещения их в непосредственной близости на микросхеме интегральной схемы (IC), чтобы они имели общую температуру. Несмотря на это конструктивное ограничение, токовый зеркальный усилитель или затухающая конфигурация являются общими для многих цепей как форма регулятора, который также может быть выполнен резисторами в схеме. Это связано с тем, что проще изготовить транзисторы на кремниевой поверхности интегральных схем, чем вытравить на них компоненты резистора.