Pregunta 1: El propósito del circuito es un regulador de intervalo de banda, para proporcionar un voltaje constante a través de la temperatura. (Estoy seguro de que sabes esto, pero quiero proporcionar un contexto para otros lectores). ¿Cuál es el propósito de R1? Obtiene el voltaje de referencia constante en la parte superior de R1: el voltaje en R1 aumenta con la temperatura y el voltaje en Q2 disminuye con la temperatura, por lo que la suma de los dos es constante con la temperatura (logrando el propósito del regulador de intervalo de banda) .
Más detalladamente, Q1 se escala en N en relación a Q2, por lo que el voltaje del emisor de base \ $ V_ {be1} \ $ será menor que \ $ V_ {be2} \ $. La diferencia \ $ {\ Delta} V_ {be} \ $ es proporcional a la temperatura absoluta (llamada PTAT) por razones de semiconductores mágicos. Dado que las entradas del amplificador operacional son del mismo voltaje, R2 debe compensar la diferencia \ $ {\ Delta} V_ {be} \ $. Entonces R2 debe tener una corriente proporcional a la temperatura \ $ I_ {PTAT} = {\ Delta} V_ {be} / R_2 \ $ a través de ella. El espejo de corriente del MOSFET obliga a ambos lados a tener la misma corriente, por lo que el voltaje en R1 es \ $ I_ {PTAT} R_1 \ $, que llamaremos \ $ V_ {PTAT} \ $.
Ahora, el voltaje \ $ {\ Delta} V_ {be} \ $ en Q2 disminuye con la temperatura absoluta, así que llame a este voltaje \ $ V_ {CTAT} \ $ (complementario a la temperatura absoluta). Entonces, el voltaje en la parte superior de R1 es \ $ V_ {CTAT} + V_ {PTAT} \ $. Si la relación de resistencia es correcta, la caída de voltaje y el aumento de voltaje con la temperatura se cancelan, y se obtiene un voltaje constante. Esto resulta ser aproximadamente el voltaje de intervalo de banda del silicio (1.22V), dando al regulador su nombre.
Pregunta 2: la ecuación 6 es \ $ V_ {be} (T) = V_G (T) + \ frac {kT} {q} Ln [\ frac {I_C (T)} {CT ^ n}] \ $ . El primer término en la suma es el voltaje del emisor de base a 0 grados Kelvin, que es el voltaje de intervalo de banda de silicio. El segundo término es el término que disminuye con la temperatura. La derivación de la ecuación 6 en el documento no está clara para mí.
Aquí hay una imagen de un artículo que escribí sobre el regulador 7805 que puede ayudar:
El intercepto a la izquierda es \ $ V_G \ $, el voltaje de intervalo de banda. La pendiente es del segundo término en la suma de la ecuación 6. Q1 es la línea en naranja y Q2 es la línea en rojo. Ambas líneas disminuyen con la temperatura (CTAT), pero la diferencia entre ellas aumenta con la temperatura (PTAT).
Pregunta 3: el condensador a través del amplificador operacional es para estabilidad. La explicación es que no quieres que el amplificador operacional responda demasiado rápido o el sistema podría comenzar a oscilar.
Pregunta 4: No estoy seguro acerca de biasp y biasc, pero creo que son los sesgos que generan las corrientes de PTAT y CTAT. Por lo tanto, no son valores interesantes para calcular, solo el voltaje de compuerta que el amplificador operacional termina produciendo para crear las corrientes deseadas, que son lo que importa. Podría usar una ecuación con las propiedades MOSFET y las corrientes para determinar el sesgo y el sesgo, pero no creo que le diría nada útil. Es importante analizar las corrientes que generan.
