Co to jest obecne lustro?

Lustro prądowe to rodzaj konstrukcji obwodu elektrycznego, w którym przepływ prądu w jednej sekcji obwodu jest używany do regulowania przepływu prądu w innych sekcjach, tak aby wartość wyjściowa dwóch lub więcej regionów odzwierciedlała się nawzajem. Obwody zwierciadeł prądowych są zwykle projektowane z bipolarnymi tranzystorami złączowymi (BJT), takimi jak tranzystor NPN, w którym dodatnio domieszkowana (domieszkowana P) podstawa półprzewodnikowa jest umieszczona pomiędzy dwiema ujemnie domieszkowanymi (N-domieszkowanymi) warstwami krzemu. Tranzystory te są specjalnie zaprojektowane do wzmacniania lub przełączania przepływu prądu. W niektórych specyfikacjach konstrukcji lustra prądowego tranzystor NPN może działać jako odwracający wzmacniacz prądu, który odwraca kierunek prądu, lub może regulować zmieniający się prąd impulsowy poprzez wzmocnienie, aby uzyskać właściwości lustra wyjściowego.

Zastosowanie zwierciadła prądowego tranzystora stało się podstawowym elementem projektów obwodów analogowych i zwykle w obwodzie występuje więcej niż jedno lustro prądowe. Mogą być używane do wytwarzania prądu wyjściowego o znacznie niższym poziomie niż ten, który był wejściowy, lub, w przypadkach, gdy używane jest lustro Wilsona, wytwarzać zwiększony poziom rezystancji wyjściowej poprzez tworzenie pętli dodatniego sprzężenia zwrotnego w obwodzie. W swojej podstawowej formie obwód zwierciadła prądowego działa jak forma regulatora prądu, który jest w stanie zrównoważyć wartości prądu wyjściowego niezależnie od obciążenia wejściowego lub poziomów rezystancji w określonym zakresie działania obwodu.

Jednym z powodów, dla których bipolarne tranzystory złączowe są używane do projektowania zwierciadeł prądowych, jest fakt, że baza-emiter lub część PN tranzystora działa niezawodnie jak dioda. Diody regulują zarówno ilość przepływającego prądu, jak i spadek napięcia przewodzenia dla tego prądu. W większości obwodów prąd diody tak ściśle odpowiada prądowi wyjściowemu tranzystorów w lustrach prądowych, że zmniejszenie rezystancji diody może być wykorzystane jako precyzyjne obliczenia w celu określenia wzrostu spadku napięcia na złączu emitera PN tranzystory. Oznacza to, że prąd kolektora dla wartości wejściowych na tranzystorach ma również jakość bezpośredniego zwierciadła dla prądów diodowych w tym samym obwodzie.

Aby jednak prąd wyjściowy był stały w lustrze prądowym, temperatura wszystkich tranzystorów NPN również musi pozostać na stałym poziomie. Jest to kontrolowane w projektowaniu obwodów poprzez fizyczne sklejenie wszystkich obecnych tranzystorów lustrzanych lub umieszczenie ich w bliskiej odległości na chipie układu scalonego (IC), aby miały wspólną temperaturę. Pomimo tego ograniczenia konstrukcyjnego, wzmacniacz zwierciadlany prądowy lub konfiguracja tonąca są wspólne dla wielu obwodów jako forma regulatora, który może być również wykonywany przez rezystory w obwodzie. Dzieje się tak, ponieważ łatwiej jest wytwarzać tranzystory na krzemowej powierzchni układów scalonych niż wytrawiać na nich elementy rezystora.