Necesidad de compensación de temperatura del espejo actual

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Actualmente estoy aprendiendo acerca de las configuraciones de espejo actuales. He hecho dos de ellos hasta ahora. Ambos funcionaron como se desea pero, cuando se calientan o se enfrían, la corriente a través del lado derecho (el lado desde donde se toma la salida) disminuyó o aumentó significativamente con pequeñas diferencias de temperatura.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

\ $ R_ {load} \ $ para ambos circuitos fue bajo o en cortocircuito a + 10V. Ambos circuitos se configuraron para reflejar la corriente de 500 uA. Todos los transistores fueron emparejados a mano (todos están muy cerca uno del otro en lo que respecta a la versión beta).

Sin degeneración del emisor ambos circuitos se vieron afectados significativamente por la temperatura, especialmente en la Fig. A, donde la corriente a través de \ $ R_ {carga1} \ $ cambió en 100 uA o más (1 segundo de calentamiento) como toqué cualquiera de Q1 o Q2 con la punta de un dedo; pero como los transistores Q4 y Q5 se tocaron con la punta del dedo, la corriente a través de \ $ R_ {load2} \ $ cambió en 50 uA (1 segundo de calentamiento también), que es menos que en el primer ejemplo pero aún demasiado.

Con la degeneración del emisor ambos circuitos mejoraron en gran medida su estabilidad de temperatura. Por ejemplo (los \ $ R_e \ $ añadidos eran 1 kOhm) si me refiero a la Fig. B, la corriente a través de \ $ R_ {load2} \ $ cambió solo en 10 uA (cuando se calienta aproximadamente 1 segundo), mientras que El resultado con la Fig. A fue un poco peor.

Ambos circuitos mejoran a medida que se agrega la degeneración del emisor a Q1 / Q2 o Q3 / Q4. En ambos ejemplos, la corriente a través de Q1 o Q3 fue aproximadamente constante en todo momento, pero la corriente a través de Q2 o Q5 ni siquiera se acercó a eso.

  • ¿Existe alguna forma de compensar cualquiera de los circuitos que se muestran aquí, debido a la temperatura variable? pensé que Q5 iba a corregir el error de variación de temperatura en la corriente, pero obviamente no lo hizo .
pregunta Keno

3 respuestas

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Los tres pasos principales son

a) Usa la mayor cantidad de degeneración del emisor que puedas
b) Iguala las temperaturas de Q1 y Q2
c) Coincidir con la disipación de Q1 y Q2

Para (b), como mínimo, pegue Q1 y Q2 juntos. Mucho mejor es usar una matriz de transistores monolíticos como el CA3046, que contiene 5 transistores hechos en el mismo sustrato. Para un par emparejado térmicamente realmente duro, el par 'SuperMatch' de LM394 usa miles de troqueles de transistores conectados como un tablero de ajedrez.

Q5 no solo aumenta la impedancia de salida, sino que también controla la disipación en Q4. Juegue con las gotas de la serie en la base Q5 o en el emisor para igualar la coincidencia de disipación Q3 / 4.

Una solución un poco más complicada con menos ancho de banda pero con mucha más precisión es eliminar Q1 y usar un amplificador operacional para impulsar Q2 para igualar las caídas de voltaje en Re1 / 2. Reemplazar Q2 con un FET elimina cualquier contribución de variación beta a la precisión de salida bien. Entonces solo debe preocuparse por la variación del Vos del amplificador con la temperatura y las resistencias Tempco o Re1 / 2.

    
respondido por el Neil_UK
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Si desea mantener ambos transistores a la misma temperatura, deben tener la misma disipación (es decir, la misma corriente y el mismo voltaje). Esto también suaviza algunas de las otras fuentes de error (como el voltaje inicial). Su segundo esquema no logra exactamente esto, ya que el Vce de un transistor es más alto que el otro. Aquí vamos:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Este es un espejo Wilson completo y el rol de Q3 es dejar caer un Vbe para hacer que Vce Q1 / Q2 sea igual.

Una fuente barata de BJT de doble emparejamiento es DMMT3904 y otros transistores duales. No son monolíticos, por lo que el ajuste de temperatura y el seguimiento de la temperatura no son tan buenos como los elegantes, pero son baratos.

Sin embargo, si desea una máxima precisión, tendría que usar un opamp de desplazamiento bajo.

    
respondido por el peufeu
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Para lograr fuentes de corriente coincidentes, use arreglos de transistores como el (original) RCA CA3046. Ahora se vende por Harris o Intersil. La coincidencia es de 5milliVolts de base de emisor, que es aproximadamente el 10%. Para mejor que eso, dado que no tiene forma de usar múltiples bandas de emisores e interdigitalizarlas, necesitará resistencias de degeneración de emisores.

    
respondido por el analogsystemsrf

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