Por favor, ayúdeme a calcular el valor de la resistencia R1 para que la corriente a través de R2 sea de 100uA. Lo único que noté es que la corriente de salida es bastante sensible a los cambios de la corriente de saturación Es tanto de diodo como de transistor.
Si asume que las uniones son iguales (claramente falso, y se debe establecer este supuesto dudoso), entonces la corriente a través de R2 ~ = corriente a través de R1 desde \ $ \ beta > > 1 \ $. Conoces el voltaje en la base del transistor dentro de un margen razonable, por lo que puedes calcular la corriente a través de R1. El valor de R2 no es importante a menos que tenga en cuenta los efectos de segundo orden, como el voltaje inicial. Para ver qué tan lejos está la suposición inicial en realidad, simulémosla con una resistencia de 100 K:
La corriente a través de R1 es 145uA y la corriente a través de R2 es 360uA según la simulación. Entonces, el error es de aproximadamente 2: 1 y realmente no tiene sentido preocuparse por el 0.3% o lo que sea debido a la HFE.
Este error se origina a partir de la diferencia en las corrientes de saturación de las dos uniones y también del factor de idealidad de la unión del diodo, que es 1.45 en la simulación anterior. Si sustituyo el diodo con un 2N2222 conectado a diodo, las corrientes estarán mucho más cerca:
Ahora las corrientes son 145uA y 169ua, por lo que el error es de solo un 15%, pero hFE sigue siendo un efecto de poca importancia. El error en este punto se debe principalmente al voltaje inicial.
Tenga en cuenta que tiene que usar un modelo de transistor razonablemente preciso para obtener resultados razonablemente precisos. En este caso, Circuitlab (y también la LTSpice gratuita) usan buenos modelos (Ebers-Moll) con buenos parámetros predeterminados y dan resultados consistentes que muestran aproximadamente un 15-20% de error.
Lo que tienes allí es un circuito que, cuando aumentas la corriente a través de R1, la corriente a través de R2 aumentará.
Sin embargo, eso es lo único que se puede decir al respecto con certeza. La relación real de R2 a la corriente R1 está mal controlada. Como usted dice, depende de los detalles del diodo y la conducción del emisor de base del transistor.
Es bastante fácil llegar a una corriente a través de R1 para proporcionar cualquier corriente de R2, si realiza suposiciones sobre los parámetros D1 y Q1, y la temperatura. Dependerá del modelo que utilice el simulador para el transistor. Tenga en cuenta que este modo casi nunca se usa, bueno, ciertamente nunca se confía en esta región, por lo que los modelos pueden ser bastante imprecisos, ya que no necesitan ser precisos, ya que nadie confiaría en ellos aquí de todos modos. Si da una respuesta basada en su simulador, asegúrese de indicar el modelo de transistor y sus parámetros en su respuesta.
Es posible que, por el bien de su respuesta, suponga que las curvas de conducción del diodo para D1 y Q1 son idénticas si lo desea, siempre que establezca la suposición.
Para hacer una fuente de corriente adecuada (robusta con la temperatura y varios tipos de dispositivos), coloque una resistencia en serie con el diodo y una resistencia en serie con el emisor Q1. Trate de caer alrededor de un voltio en la corriente de salida de diseño Esto será suficiente para inundar las diferencias en el voltaje del diodo para la mayoría de los propósitos de "polarización", aunque aún no es una fuente de corriente de precisión.
Para una salida de 100uA, ponga 10k en el emisor Q1. Ahora puede elegir la resistencia de la serie D1 para escalar la corriente de salida si lo desea. Una resistencia de 100k resultaría en una corriente de salida de 10x I (R1), una resistencia de 1k de 0.1xI (R1).
I (R1) será igual a I (R2) cuando se use el mismo transistor para el diodo dentro del 2% a menos que Hfe de Q2 sea muy grande (> 500) Aquí simulado con hFE = 100 para Q2
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