Thế nào là Current Mirror ?

[opendoor2507]

Nghe nói mạch current mirror, là một trong những mạch cơ sở để tạo nên một vi mạch khuyếch đại thuật toán. Ai có ý định học IC design sẽ phải tìm hiểu kỹ cái này.
Với hiểu biết hạn chế của mình tại hạ chỉ biết sơ sơ về nó như thế này. Mong các vị anh hùng chỉ giáo thêm về ưu điểm và các ứng dụng của nó, vai trò vị trí của nó trong thiết kế vi mạch.



Nhờ các tính chất vật lý của các lớp chuyển tiếp bán dẫn cấu thành nên một transistor. Từ các phương trình loằng ngoằng (tham khảo xxx ) người ta thấy rằng với một transistor nhất định dòng kéo từ cực C chỉ phụ thuộc vào giá trị thế đặt vào B-E (tất nhiên vẫn trong phạm vi cho phép của nguồn cung cấp, và khả năng tải dòng của trans này)
Như trong hình trên, nếu hai transistor Q1 Q2, được chế tạo theo quy trình giống hệt nhau, nồng độ pha tạp, độ sâu của kênh (với mosfet)...,( nói chung là copy y nguyên) thì dòng qua Ri sẽ được phản chiếu sang R_load. Chính vì vậy mạch kiểu này mới được gọi là current mirror. Nếu muốn nhân đôi dòng trên Ri người ta chỉ cần làm thêm một Q3 giống hệt Q1 và Q2 sau đó mắc song song vào Q2. Trong các vi mạch người ta luôn cố gắng bố trí các trans trong một mạch ảnh dòng ở các vị trí gần nhau, do đó ảnh hưởng nhiệt độ nên các trans này là như nhau, và như vậy việc phản chiếu dòng vẫn đảm bảo khi nhiệt độ thay đổi.

Trên đây là những hiểu biết sơ sơ của tại hạ về Current Mirror, nghe nói rất nhiều về mạch này, mà chưa bao giờ được chỉ giáo chi tiết. Mong những người làm về cái này bớt chút thời gian đóng góp vào vốn hiểu biết điện tử của anh em trên điện tử Việt Nam.

[voduychau]

dựa vào cấu tạo tranistor thì cách mắc như trên sẽ làm cho con Q1 trở thành một con diode đặc biệt,phân cực thuận

dòng qua nó lúc này chính là dòng max của transistor(ko thể có được ở diode thường)

dòng vào B2 để kích dẫn Q2 rất thấp,coi như không đáng kể,khi Q2 dẫn mạnh thì dòng Ic2 gần bằng Ic1(do 1 phần Ic1 được chuyển vào cực B),do đó được gọi là "gương soi dòng điện"

trong các mạch khuếch đại công suất thường "sài" cái mạch này,hôm nay mệt rồi,mai post lên sau!

[phamthaihoa]

Góp vui bằng một ít biểu thức:

Giả thiết các trans Q1,Q2 giống hệt nhau và cùng ở nhiệt độ nên Ic1 = Ic2;
Ib1 = Ib2 xấp xỉ Ic2/Bn, coi Ice0 << Ic. Bn là hệ số khếch đại của Q1,Q2.
Theo sơ đồ có:

I1 = Ic1 + 2Ib2 = Ic2 + 2Ic2/Bn

Suy ra: Ic2 = I1/(1 + 2/Bn) Do Bn thường rất lớn từ vài chục đến vài trăm nên Ic2 xấp xỉ I1. Tức là IRi xấp xỉ I Load

Trong mạch trên thì điện trở Ri giúp ổn định dòng I1.
Biểu thức trên còn đúng với dòng tín hiệu nên nó không chỉ áp dụng cho mạch công suất.
Phương pháp mắc mạch trên thường dùng để ổn định điểm làm việc trong mạch tổ hợp tương tự.

Trong mạch tổ hợp người ra thường mắc thêm vào cực E của Q2 một điện trở RE. Sau một hồi chứng minh đưa ra được biểu thức:
I1/Ic2 = exp(Re.Ic2/Ut)
Như vậy nhờ mắc thêm Re mà mạch trên có thể điều khiển dòng I Load nhỏ hơn nhiều so với I1.