为了设计单片集成电路,使用了最流行的技术,即电流镜。因此,在这种方法中,可以进行电路设计,将整个高能器件的电流复制到另一个高能器件,包括电流控制的特征。在这里,电流的流动可以以从一个设备反向到另一个设备的形式复制。一旦第一有源器件内的电流改变,那么来自另一有源器件的反射输出电流也将改变。因此,电流镜电路经常被称为CCCS(电流控制电流源)。本文概述了电流镜电路及其工作原理。


什么是当前镜像?

该电路用于复制一个有源器件中的电流,并通过保持输出电流稳定而不是负载来控制另一个器件中的流,这被称为电流镜。从理论上讲,一个完美的电流镜就是一个反向电流放大器。这个放大器的主要功能是使电流反向流动。电流镜的主要功能是向电路提供有源负载和偏置电流,还用于形成更实用的电流源。

电流镜电路

通常,电流镜电路的设计可以用两个主晶体管来完成,即使也可以使用FET等其他器件。这些电路中的一些电路可以利用上述两个晶体管来提高性能水平。顾名思义,它复制一个有源器件中的电流,而在另一个有源设备中,它保持输出电流稳定,而不是加载。复制的电流是恒定电流。

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电流镜电路

电流镜电路图如下所示。这个电路可以由两个晶体管构成,其中一个晶体管的基极和集电极端子相连,而另一个晶体管则不相连。在电路中,晶体管的两个基极端子都被连接,而发射极端子被提供给GND。在这个电路中,两个晶体管的工作原理相似。

在电路操作中,第一晶体管(TR1)的基极-发射极端子用作二极管,因为集电极端子和基极端子连接在一起。

流向TRI晶体管的电流是通过其他组件从外部设置的,因此,在第一晶体管的BE结上产生特定的电压。当这两个晶体管上的BE电压相同时,一个晶体管内的电流将准确地反映第二个晶体管。因此,流入第一晶体管的电流将被反射到第二晶体管中,从而被反射到R1负载中。

Wilson电流镜

电流镜电路的变化被称为Wilson电流镜电路,因为该晶体管包括另一个晶体管,如TR3。威尔逊电流镜的电路图如下所示。在电路中,TR3晶体管将第一晶体管(TR1)的集电极端子保持在等于两个低于Vcc的二极管的电压。

Wilson Circuit
威尔逊电路

这种电路克服了早期的影响,并且非常有用,特别是在IC或集成电路中。在电路设计中可以简单地使用不同的组件。它们允许无偏电流流入差分对等电路,这确保了它们的功能得到进一步增强。考虑到所需的额外部件数量,这些反射镜并没有被广泛使用于外部IC技术,然而,无论是离散形式还是在IC中使用过的原理都是相似的。

当前镜像的限制

上面讨论的使用两个晶体管的电流镜电路对于大多数应用来说通常是足够的。但它包括以下几个条件下的一些限制。

电流随输出电压变化而变化

当输出电压由于o/p输出阻抗而改变时,电流的流动将改变,这不是无限的,因为;在TR2晶体管内的特定电流下,通过集电极电压存在“Vbe”的小差异。电流的流动经常会随着输出顺应性范围的25%而变化。

电流匹配取决于晶体管匹配

电流的匹配主要取决于晶体管的匹配。如果晶体管要精确地反映电流,它们通常需要在类似的衬底上。这些问题可以通过使用先进的电流镜电路来解决。

使用MOSFET的电流镜电路

这种电流镜电路可以用两个MOSFET晶体管来实现。该电路的工作原理类似于前面讨论的镜像电路。使用MOSFET的电流镜电路如下所示。在下面的电路中,这两个MOSFET被认为是M1和M2。

Current Mirror Circuit using MOSFET
使用MOSFET的电流镜电路

第一类MOSFET M1由于VDS≤VGS而处于饱和区域,而如果输出电压高于饱和电压,则第二类MOSFET M2处于饱和区域。因此,第一MOSFET的输入电流可以控制第二MOSFET的o/p电流。
MOSFET的功能是,该晶体管的漏极电流复制G到S和D到G电压的功能。因此,通过使用以下函数,可以编写公式。

我<sub>D=f(V天然气五、DG公司)

因此,M1输入电流可以被镜像到漏极电流。可以通过偏置电阻器来提供输入电流。如果M1的VDG为0,则M1的漏极电流将为

D=f(V天然气五、DG公司=0)

因此,f(V天然气,0)=I所以,我将固定VGS值。相同的VGS可以在第二MOSFET上被反射。

输出=f(V天然气五、DG公司=0)是真的。

因此,o/p电流可以像i/p电流一样被镜像,输出=

此外,VDS可以像V一样引入数据集=伏DG公司+五天然气通过改变这一点,Shichman-Hodges模型给出了f(V)天然气五、DG公司)所以这个函数可以像下面这样表达。

D=f(V天然气五、DG公司)

D=½Kp(W/L)(V天然气-电压小时)2.(1+λV)数据集)

D=½Kp(W/L)(V天然气-电压小时)2.(1+λ(VDG公司+五天然气))

当输出电阻受到限制时,计算o/p电阻

R输出=((1/λ)+V数据集)/我D当R=V/I时

根据上述方程,

其中'KP’是与晶体管技术相关的常数

“W/L”是宽度和长度的比值

“λ”主要用于信道长度的调制常数。

'V天然气'是栅极到源极的电压

“Vth”是阈值电压

'V数据集'是漏极到源极电压

在VDG=0和MOSFET电阻较高的情况下,顺应性电压,电流镜在较小的o/p电压范围内工作。这个电压可以通过推导情况来测量。

五、个人简历=伏天然气(I)D在V处DG公司= 0)

否则,f-1(I)D)一旦VDG公司= 0

规格

电流镜电路的特性可以通过以下规范来完成。

流动转移比率

电流镜像电路用于将一个有源器件的输入电流复制到其他有源器件的输出。这种电路也被称为理想的电流放大器,包括可以翻转电流方向的反相设计。因此,电流传输比是电流放大器的一个重要因素。

交流输出电阻

电阻包括根据欧姆定律的VI关系。因此,交流o/p的电阻在输出电流相对于电压变化的稳定性中起着关键作用。

电压降

工作反射镜电路在输出端的电压降较小。该电路可以工作的电压范围称为顺应范围,该顺应范围内的最低至最高电压称为顺应电压。最小的电压量是保持晶体管激活所必需的,因此最小的电压主要取决于晶体管的规格。

因此,这一切都是关于电流镜电路的概述,如电流镜电路工作和应用。

使用BJT的电流镜电路

使用BJT的电流镜电路如下所示。假设这些晶体管是相等的,因此晶体管的工作温度以及器件参数都是相似的。由于VBE(基极-发射极电压)对于这些晶体管是相同的,那么一旦基极电流被忽略,Q1晶体管的IC1(参考电流)就可以镜像到Q2晶体管上,即IC2=IC1。这允许我们通过简单地修改R1来修改IC2,而与VC2电压无关,如

Current Mirror Circuit using BJT
使用BJT的电流镜电路

C1=伏科科斯群岛-0.7升/升

如果两个基极电流都像I地下一层&我地下二层

C2=C1/ (1+(2/β))

实际上,IC2并不完全独立于VC2,因为“Q2”晶体管由于早期效应而包括有限的输出电阻。因此,可以发现IC2通过VC2略微放大。
与VC2相比,IC2的性能可以用早期电压来解释

C2=是e吗五、BE2型/五、T(1+伏化学当量2/五A.)

根据上述等式,“VA”是Early电压。因此,电流镜的o/p电阻可以写为

Ro=伏A./我C2

最后,BJT应处于激活模式,以相应地工作电流镜。

因此,这一切都是关于电流镜电路及其使用BJT、MOSFET、规格等的工作概述。这里有一个问题要问你,电流镜电路的应用是什么?