Espejos de corriente
Páginas: 7 (1550 palabras)
Publicado: 6 de diciembre de 2010
ESPEJOS DE CORRIENTE
Es un circuito que actúa como una fuente de corriente cuyo valor es un reflejo de la corriente que pasa por una resistencia de polarización y un diodo.
En electrónica, un espejo de corriente es una configuración con la que se pretende obtener una corriente constante, esto es, una fuente de corriente. Esta configuración consta de dos transistores, idealmente idénticos, yuna resistencia o potenciómetro, si se quisiera regular el circuito en el caso que los transistores no fueran idénticos. En la siguiente figura se muestra el esquema básico de un espejo de corriente.
La Intensidad que circula en R1 está dada por:
IR1 = IC1 + IB1 + IB2
Donde IC1 es la intensidad del colector de Q1, IB1 es la intensidad de base de Q1, IB2 es la intensidad de base de Q2.
Laintensidad de colector de Q1 viene dada por la ecuación:
IC1 = β0IB1
Donde β0 es la ganancia de intensidad de Q1. Si Q1 y Q2 son idealmente idénticos, la β de Q2 será:
Donde VA es debida al efecto Early.
Desde que VBE1 = VBE2 y Q1 y Q2 son idénticos, IB1 = IB2. La intensidad de colector de Q2 será entonces dado por:
Si β0 > > 1, entonces:
Se obtiene así una precisión superior a laobtenida con circuitos más complejos, como los Widlar, de Wilson o Cascodo.
El espejo de corriente se usa en los circuitos integrados porque es una forma conveniente de crear fuentes de corriente y cargas activas. La ventaja de utilizar espejos de corriente es la del incremento en la ganancia de tensión y en el rechazo al modo común (CMRR).
ESPEJO DE CORRIENTE BIPOLAR
La forma más simple de unafuente de corriente es la basada en un espejo de corriente. El espejo de corriente está constituido por una asociación de dos transistores idénticos que tienen la misma tensión VBE tal como se muestra en la figura.
El transistor Q1 está operando en modo diodo (colector y base cortocircuitada) y por ello en numerosas ocasiones se puede ver representado según el esquema de la siguiente figura.Ambos circuitos se comportan como una fuente de corriente de valor Io.
Para el análisis de esta fuente de corriente es preciso utilizar la ecuación de Ebers-Moll simplificada de un transistor en la región lineal que relaciona la IC con la tensión VBE, de forma que
En un espejo de corriente las tensiones VBE de Q1 y Q2 son iguales y, al ser transistores idénticos, IS1=IS2. Porconsiguiente, la ecuación anterior indica que ambas intensidades de colector deben ser iguales IC1=IC2=Io. De ahí el nombre de espejo de corriente: la corriente de colector de ambos transistores es la misma, de forma que si varía la corriente de uno de ellos tiene “reflejo” en el otro. En la base de estos transistores se verifica que:
Y como la corriente de colector es idéntica en ambos transistores ydado que operan en la región lineal (IC=ßIB), se puede despejar IC1de la ecuación resultando que
Siendo
En el caso de que ß >> 1, la ecuación se reduce a
La ecuación última se cumple siempre que Q1 y Q2 sean transistores idénticos con las mismas características eléctricas. En general, no es posible conseguir un buen espejo de corriente utilizando transistores discretosdebido a la dispersión de parámetros que tienen estos dispositivos. Los mejores resultados se obtienen en circuitos integrados cuando se fabrican situando a los transistores muy próximos entre sí con idéntica geometría.
Una fuente de corriente ideal debe suministrar una corriente constante con independencia de la tensión de salida. Sin embargo, en las fuentes de corriente reales su corriente desalida varía con la tensión de salida. Esta dependencia está relacionada con la resistencia de salida del transistor. La figura representa la curva de operación de Q2 con VBE2=Cte fijada por la corriente del transistor Q1 en el espejo de corriente de la primera figura, suponiendo al transistor ideal (recta horizontal con resistencia de salida∞) y real (su resistencia de salida está especificada por...
Es un circuito que actúa como una fuente de corriente cuyo valor es un reflejo de la corriente que pasa por una resistencia de polarización y un diodo.
En electrónica, un espejo de corriente es una configuración con la que se pretende obtener una corriente constante, esto es, una fuente de corriente. Esta configuración consta de dos transistores, idealmente idénticos, yuna resistencia o potenciómetro, si se quisiera regular el circuito en el caso que los transistores no fueran idénticos. En la siguiente figura se muestra el esquema básico de un espejo de corriente.
La Intensidad que circula en R1 está dada por:
IR1 = IC1 + IB1 + IB2
Donde IC1 es la intensidad del colector de Q1, IB1 es la intensidad de base de Q1, IB2 es la intensidad de base de Q2.
Laintensidad de colector de Q1 viene dada por la ecuación:
IC1 = β0IB1
Donde β0 es la ganancia de intensidad de Q1. Si Q1 y Q2 son idealmente idénticos, la β de Q2 será:
Donde VA es debida al efecto Early.
Desde que VBE1 = VBE2 y Q1 y Q2 son idénticos, IB1 = IB2. La intensidad de colector de Q2 será entonces dado por:
Si β0 > > 1, entonces:
Se obtiene así una precisión superior a laobtenida con circuitos más complejos, como los Widlar, de Wilson o Cascodo.
El espejo de corriente se usa en los circuitos integrados porque es una forma conveniente de crear fuentes de corriente y cargas activas. La ventaja de utilizar espejos de corriente es la del incremento en la ganancia de tensión y en el rechazo al modo común (CMRR).
ESPEJO DE CORRIENTE BIPOLAR
La forma más simple de unafuente de corriente es la basada en un espejo de corriente. El espejo de corriente está constituido por una asociación de dos transistores idénticos que tienen la misma tensión VBE tal como se muestra en la figura.
El transistor Q1 está operando en modo diodo (colector y base cortocircuitada) y por ello en numerosas ocasiones se puede ver representado según el esquema de la siguiente figura.Ambos circuitos se comportan como una fuente de corriente de valor Io.
Para el análisis de esta fuente de corriente es preciso utilizar la ecuación de Ebers-Moll simplificada de un transistor en la región lineal que relaciona la IC con la tensión VBE, de forma que
En un espejo de corriente las tensiones VBE de Q1 y Q2 son iguales y, al ser transistores idénticos, IS1=IS2. Porconsiguiente, la ecuación anterior indica que ambas intensidades de colector deben ser iguales IC1=IC2=Io. De ahí el nombre de espejo de corriente: la corriente de colector de ambos transistores es la misma, de forma que si varía la corriente de uno de ellos tiene “reflejo” en el otro. En la base de estos transistores se verifica que:
Y como la corriente de colector es idéntica en ambos transistores ydado que operan en la región lineal (IC=ßIB), se puede despejar IC1de la ecuación resultando que
Siendo
En el caso de que ß >> 1, la ecuación se reduce a
La ecuación última se cumple siempre que Q1 y Q2 sean transistores idénticos con las mismas características eléctricas. En general, no es posible conseguir un buen espejo de corriente utilizando transistores discretosdebido a la dispersión de parámetros que tienen estos dispositivos. Los mejores resultados se obtienen en circuitos integrados cuando se fabrican situando a los transistores muy próximos entre sí con idéntica geometría.
Una fuente de corriente ideal debe suministrar una corriente constante con independencia de la tensión de salida. Sin embargo, en las fuentes de corriente reales su corriente desalida varía con la tensión de salida. Esta dependencia está relacionada con la resistencia de salida del transistor. La figura representa la curva de operación de Q2 con VBE2=Cte fijada por la corriente del transistor Q1 en el espejo de corriente de la primera figura, suponiendo al transistor ideal (recta horizontal con resistencia de salida∞) y real (su resistencia de salida está especificada por...
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