Warum die zusätzlichen Transistoren in diesem Stromspiegel?

7

Ich versuche die ungewöhnliche Stromspiegelschaltung unten zu verstehen. Der von R2 gesteuerte Strom wird in R1 gespiegelt. Das seltsame Merkmal dieser Schaltung ist, dass der Kollektor und die Basis von Q1 nicht direkt wie bei einem normalen Stromspiegel verbunden sind, sondern über zwei mit Dioden verbundene Transistoren (Q3 und Q4).

Was ist der Zweck von Q3 und Q4? Ich habe das noch nie auf aktuellen Spiegeln gesehen. Ich habe mir andere Stromspiegelschaltungen angesehen (Wilson-Stromspiegel, Kaskodenstromspiegel) und dies stimmt nicht überein. In LTspice funktioniert diese Spiegelschaltung, aber ich sehe keine Vorteile darin. Es scheint genauso gut zu funktionieren, wenn ich Q3 und Q4 durch einen Draht ersetze.

Diese Schaltung befindet sich in einem Chip, den ich rückentwickle. Der Stromspiegel mit zwei Dioden erscheint mehrmals, es muss also einen Grund dafür geben, aber ich kann es nicht herausfinden. Irgendwelche Ideen? Hat diese Schaltung einen Namen?

schematisch

simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab

(Ignorieren Sie die Teilenummern im Schaltplan.)

Ken Shirriff
quelle
2
Ich nenne es einfach einen "gepufferten Stromspiegel". Sie können jedoch zu Analog Devices gehen und auf dieser Seite auf 11.7 zugreifen : wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/… Sie verwenden einen etwas längeren Namen dafür.
Jonk

Antworten:

11

Q3 und Q4 sind nicht "Diode verbunden".

Sie sind als Emitterfolger angeordnet, um den Fehler zu verringern, der sich aus der Ableitung des Basisstroms für Q1 und Q2 aus der durch R2 fließenden Stromreferenz ergeben würde.

Die Verstärkung von Q3, Q4 reduziert den erforderlichen Strom um den Faktor Hfe ** 2 (möglicherweise das 10.000-fache), so dass praktisch der gesamte Strom von R2 durch Q1 fließt, anstatt dass ein Teil umgeleitet wird.

Sie bedeuten auch, dass Q1 mit einem höheren Vce arbeitet (zwei Vbe-Abfälle). Dies wirkt sich auf den Strom durch R2 aus, kann jedoch Q1 in einen besseren Betriebspunkt versetzen.

Kevin White
quelle
Inwiefern sind Q3- und Q4-Emitter-Follower?
user253751
2
Es ist hilfreich, das Bild anders herum zu betrachten - als PNPs wird es mit dem Angebot unten gezeichnet. Das Signal geht in die Basis von Q4, die dann in die Basis von Q3 geht. Der Ausgang des Paares speist die beiden anderen Transistoren.
Kevin White
Hoppla, ich wusste nicht, dass sie PNP sind.
user253751
1

Diese aktuelle BJT-Spiegelkonfiguration wird auch als "Beta-Helfer" bezeichnet. Falls Sie nach weiteren Informationen suchen müssen.

Alejandro Fernández Tomás
quelle
Sie können Ihre Antwort erheblich verbessern, indem Sie Informationen zu Beta-Helfern hinzufügen.
CHendrix