Circuito Espelho de Corrente com Transistor
Os circuitos de espelho de corrente do transistor são frequentemente usados em circuitos integrados, bem como em várias outras áreas onde permitem que a corrente seja equilibrada entre duas pernas..
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Os tipos de circuito de transistor incluem:
Tipos de circuitos transistorizados | Emissor comum | seguidor de emissor | Base comum | Darlington par | Par Sziklai | Circuito Espelho de Corrente com Transistor | Cauda Longa com Transistores | Fonte de Corrente Constante | Multiplicador de Capacitância | Amplificador de dois transistores | Circuito de Filtro Passa-Alta com Transistor
Veja também: Projeto de circuito transistorizado
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Os circuitos de espelho atuais geralmente consistem em dois transistores principais, embora outros dispositivos, como FETs, possam ser usados. Alguns circuitos de espelho atuais podem usar mais de dois transistores para permitir que o nível de desempenho seja melhorado.
O circuito espelho de corrente ganha esse nome porque copia ou espelha a corrente que flui em um dispositivo ativo em outro, mantendo a corrente de saída constante independentemente da carga.
A corrente que está sendo espelhada pode ser uma corrente constante, ou pode ser um sinal variável dependendo do requisito e, portanto, do circuito.
Conceitualmente, um espelho de corrente ideal é simplesmente um amplificador de corrente inversora ideal que também inverte a direção da corrente ou é uma fonte de corrente controlada por corrente (CCCS). O espelho de corrente é usado para fornecer correntes de polarização e cargas ativas aos circuitos.
Circuito de espelho atual
O circuito básico do espelho de corrente do transistor é mostrado no diagrama abaixo. É composto por dois transistores, sendo que um tem a base e o coletor conectados e o outro não. As conexões de base de ambos os transistores são então ligadas, assim como os emissores que também são levados ao terra.
Em termos de operação do circuito, a junção emissor-base do TR1 atua como um diodo porque o coletor e a base estão conectados entre si.
A corrente no TRI é definida externamente por outros componentes e, como resultado, há uma determinada tensão acumulada na junção emissor-base do TR1. Como a tensão base do emissor em ambos os transistores é a mesma, a corrente em um transistor espelhará exatamente a do segundo, supondo que ambos os transistores sejam precisamente combinados. Portanto, a corrente que flui para TR1 será espelhada em TR2 e, portanto, na carga R1.
Limitações do circuito
O circuito de espelho de corrente de dois transistores mostrado acima geralmente é bastante adequado para a maioria das aplicações. No entanto, tem algumas limitações perceptíveis em muitas circunstâncias:
- A corrente varia com a mudança na tensão de saída: Este efeito ocorre porque a impedância de saída não é infinita. Isso porque há uma pequena variação de Vbe com a tensão do coletor em uma dada corrente em TR2. Freqüentemente, a corrente pode variar em cerca de 25% da faixa de conformidade de saída.
- Correspondência de corrente dependente da correspondência do transistor: O espelhamento de corrente depende da correspondência dos transistores. Freqüentemente, os transistores precisam estar no mesmo substrato para espelhar com precisão a corrente.
Para superar alguns desses problemas, circuitos de espelho de corrente mais avançados podem ser desenvolvidos e usados.
Espelho de corrente com resistores de emissor
Uma solução para a variação da corrente na faixa de conformidade é introduzir uma pequena quantidade de resistência no emissor de cada transistor. Normalmente, esses resistores são escolhidos para ter alguns décimos de queda de volt neles.
Para este circuito, os resistores e transistores do emissor precisam ser combinados. Isso é obviamente fácil para os resistores onde os resistores de tolerância estreita estão facilmente disponíveis.
Circuito espelho de corrente de Wilson
Outra variação do circuito básico do espelho de corrente é chamada de espelho de Wilson ou espelho de corrente de Wilson.
Dentro do circuito, um terceiro transistor é introduzido. Este transistor, mostrado como TR3 no diagrama, mantém o coletor de TR1 em uma tensão equivalente a duas quedas de diodo abaixo da tensão do trilho Vcc.
Isso supera o efeito anterior. Além disso, o transistor sem a conexão da base do coletor de curto-circuito torna-se o terminal de programação.
Os circuitos de espelho atuais são muito úteis, especialmente dentro de circuitos integrados. Os componentes podem ser facilmente incorporados ao projeto por um custo baixo. Como tal, eles permitem que correntes balanceadas sejam fornecidas a circuitos como pares diferenciais e similares e isso garante que sua operação seja aprimorada ainda mais. Os espelhos atuais não são amplamente usados fora da tecnologia de CI devido ao número adicional de componentes necessários, mas, no entanto, os princípios são os mesmos tanto na forma discreta quanto quando usados dentro de CIs.
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